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Quantenmechanik, Relativitätstheorie und der ganze Rest. Wenn Sie Themen diskutieren wollen, die mehr als Schulkenntnisse voraussetzen, sind Sie hier richtig. Keine Angst, ein Physikstudium ist nicht Voraussetzung, aber man sollte sich schon eingehender mit Physik beschäftigt haben.

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  #31  
Alt 29.12.17, 08:47
Ich Ich ist offline
Moderator
 
Registriert seit: 18.12.2011
Beiträge: 1.563
Standard AW: Frequenz eines Photon

Zitat:
Zitat von Bernhard Beitrag anzeigen
Bei der Berechnung der Photonendichte einer ebenen em-Welle wird die Phase der Welle nicht benötigt.
Eine klassische ebene Welle hat aber eine bestimmte Phase und ist von daher mit einer unbestimmten Photonenzahl assoziiert.
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  #32  
Alt 29.12.17, 10:06
Timm Timm ist offline
Singularität
 
Registriert seit: 26.03.2009
Ort: Weinstraße, Rheinld.Pfalz
Beiträge: 2.355
Standard AW: Frequenz eines Photon

Zitat:
Zitat von Ich Beitrag anzeigen
Eine klassische ebene Welle hat aber eine bestimmte Phase und ist von daher mit einer unbestimmten Photonenzahl assoziiert.
Wobei es bei der Fragestellung um die "Länge" eines einzelnen Photons geht, das nicht durch eine ebene Welle repräsentiert ist.
__________________
Der Verstand schafft die Wahrheit nicht, sondern er findet sie vor - Aurelius Augustinus
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  #33  
Alt 29.12.17, 14:58
Hawkwind Hawkwind ist offline
Singularität
 
Registriert seit: 22.07.2010
Ort: Rabenstein, Niederösterreich
Beiträge: 2.077
Standard AW: Frequenz eines Photon

Zitat:
Zitat von Marco Polo Beitrag anzeigen
Klingt plausibel. Bis zu welchen Distanzen reichen denn dann ebene Wellen?

p.s. worauf ich hinaus will: Angenommen wir haben eine Entfernung X zwischen Sender und Empfänger. Ist diese Entfernung X hinreichend klein, kann man von einer ebenen Welle zwischen Sender und Empfänger sprechen. Wenn die Aufenthaltswahrscheinlichkeit eines gerade ausgesendeten Photons aber sofort über die gesamte Distanz X gleich gross ist, dann wäre die Wahrscheinlichkeit, dass der Detektor beim Empfänger ein Photon der Quelle praktisch instantan nach Aussendung misst, größer wie Null.

Das würde gegen die SRT verstossen. Mir ist natürlich klar, dass ich da irgendwo einen Denkfehler habe.
Du übersiehst dabei vielleicht auch, dass Photonen keine Identität haben. Wenn du hier auf der Erde ein Photon detektierst, woher willst du dann wissen, dass es genau das ist, das vor 2 Sekunden in Lichtjahren Entfernung erzeugt wurde?
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  #34  
Alt 29.12.17, 15:58
Timm Timm ist offline
Singularität
 
Registriert seit: 26.03.2009
Ort: Weinstraße, Rheinld.Pfalz
Beiträge: 2.355
Standard AW: Frequenz eines Photon

Kannst Du mit dem Begriff "Länge" eines einzelnen Photons etwas anfangen?
__________________
Der Verstand schafft die Wahrheit nicht, sondern er findet sie vor - Aurelius Augustinus
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  #35  
Alt 29.12.17, 16:57
Benutzerbild von Marco Polo
Marco Polo Marco Polo ist offline
Moderator
 
Registriert seit: 01.05.2007
Beiträge: 4.927
Standard AW: Frequenz eines Photon

Kommen wir nochmal auf Bernhard´s Aussage zurück:

Zitat:
Zitat von Bernhard Beitrag anzeigen
Die Bargmann-Wigner-Gleichung legt nahe, dass ein nicht-wechselwirkendes Photon zwischen Quelle und Detektor im Mittel an jedem Ort gleich wahrscheinlich nachgewiesen werden kann.
Folgendes Gedankenbeispiel:

Quelle: Taschenlampe

Konstante Distanz Quelle/Detektor: meinetwegen 100 m

Jetzt wird die Taschenlampe angeschaltet. Sofort macht sich ein kontinuierlicher Strom von Photonen auf den Weg Richtung Detektor.

Der obigen Aussage nach, kann der Detektor instantan nach Anschalten der Taschenlampe Photonen detektieren, obwohl diese den Detektor noch gar nicht erreicht haben können.

Falls nicht, dann finde ich die oben zitierte Formulierung ungenau oder gar irreführend.

Allerdings steht da auch "im Mittel". Das wird wahrscheinlich der Knackpunkt sein.


Und was die "Länge" eines Photons betrifft, scheint dies eher ein mathematischer Kniff zu sein:

Zitat:
Dass die unendlich langen Photonen eine begrenzte Energie haben (damit ist ihre Energiedichte Null) scheint zunächst etwas verwunderlich. Mathematisch wird das gerechnet, indem man den sogenannten Limes (Grenzwert) bildet. Man rechnet also Photonen, die in einem bestimmten Raumbereich "eingesperrt" sind und denkt sich diesen Bereich immer größer werdend. Dabei zeigt sich, dass die Photonenenergie nicht wächst, wenn man den Raum unendlich groß werden lässt.
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  #36  
Alt 29.12.17, 18:03
Bernhard Bernhard ist offline
Moderator
 
Registriert seit: 14.06.2017
Beiträge: 706
Standard AW: Frequenz eines Photon

Ich erkläre mal, wie ich mir das Beispiel mit der Taschenlampe, die eigentlich ein Laser sein soll, so vorstelle:

Zitat:
Zitat von Marco Polo Beitrag anzeigen
Jetzt wird die Taschenlampe angeschaltet. Sofort macht sich ein kontinuierlicher Strom von Photonen auf den Weg Richtung Detektor.
Ein Laser, bzw. ein Kristall für die Erzeugung zweier verschränkter Photonen erzeugt nach meinem Verständnis ein em-Feld, das in guter Näherung durch eine ebene Welle beschrieben werden kann. Diesem em-Feld kann man über eine spezielle Interpretation der Bargmann-Wigner-Gleichung für ein masseloses Teilchen mit Spin 1 direkt eine Wellenfunktion in der Ortsdarstellung zuordnen. Diese quantenmechanische Wellenfunktion erbt dabei einige Eigenschaften des em-Feldes. Dort, wo das em-Feld groß ist, sollte auch die Aufenthaltswahrscheinlichkeit für das Photon beispielsweise groß sein. So kommt man zu der Vorstellung einer mittleren ortsunabhängigen Aufenthaltswahrscheinlichkeit. Diese Vorstellung setzt allerdings eine ebene em-Welle voraus und das ist bei genauem Hinsehen wohl nicht ganz korrekt, wie Hawkwind bereits bemerkt hat.

Die Frage ist also, was man mit dieser Modellvorstellung genau machen will. Für einige grundlegende Experimente der Quantenoptik ist diese Vorstellung meiner Meinung nach recht hilfreich für das Verständnis. Für eine Untersuchung der Wechselwirkung eines quantisierten em-Feldes mit Ladungen ist sie dagegen nicht mehr ausreichend und muss erweitert und angepasst werden.
__________________
Freundliche Grüße, B.

Geändert von Bernhard (29.12.17 um 18:07 Uhr)
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  #37  
Alt 29.12.17, 23:30
Benutzerbild von Marco Polo
Marco Polo Marco Polo ist offline
Moderator
 
Registriert seit: 01.05.2007
Beiträge: 4.927
Standard AW: Frequenz eines Photon

Zitat:
Zitat von Bernhard Beitrag anzeigen
Die Frage ist also, was man mit dieser Modellvorstellung genau machen will. Für einige grundlegende Experimente der Quantenoptik ist diese Vorstellung meiner Meinung nach recht hilfreich für das Verständnis. Für eine Untersuchung der Wechselwirkung eines quantisierten em-Feldes mit Ladungen ist sie dagegen nicht mehr ausreichend und muss erweitert und angepasst werden.
Schätze ich auch. Vielen Dank auch an "Ich", "Timm" und "Hawkwind" für die erhellenden Statements.
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  #38  
Alt 30.12.17, 07:55
Benutzerbild von soon
soon soon ist offline
Profi-Benutzer
 
Registriert seit: 22.07.2007
Beiträge: 477
Standard AW: Frequenz eines Photon

Ist meine naive Frage tatsächlich nicht einfach zu beantworten?

Nochmal die Frage:

In der Sonne wird ein Photon emittiert. Innerhalb von 8 Minuten kommt es zu keiner Wechselwirkung mit einem Elektron der Sonne oder sonstwie. Kann das Photon nach 8 Minuten noch innerhalb einer Distanz kleiner 8 Lichtminuten zum Emissionsort detektiert werden?

Bisher habe ich nur gelernt, dass ein Wellenmodell modellbedingt nicht das geeignete Werkzeug ist, um die Frage mit einem 'ja' oder 'nein' zu beantworten.

Gibt es tatsächlich noch keine Möglichkeit einer eindeutigen Antwort?
__________________
... , can you multiply triplets?
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  #39  
Alt 30.12.17, 11:08
Bernhard Bernhard ist offline
Moderator
 
Registriert seit: 14.06.2017
Beiträge: 706
Standard AW: Frequenz eines Photon

Zitat:
Zitat von soon Beitrag anzeigen
Kann das Photon nach 8 Minuten noch innerhalb einer Distanz kleiner 8 Lichtminuten zum Emissionsort detektiert werden?
Wenn man den Zeitpunkt der Emission nicht kennt, dann schon. Wenn man den Zeitpunkt der Emission dagegen kennt, so hat man das Photon bereits bei der Emission detektiert und damit im Detektor absorbiert.
__________________
Freundliche Grüße, B.
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  #40  
Alt 30.12.17, 14:03
Benutzerbild von soon
soon soon ist offline
Profi-Benutzer
 
Registriert seit: 22.07.2007
Beiträge: 477
Standard AW: Frequenz eines Photon

Zitat:
Zitat von Bernhard Beitrag anzeigen
Wenn man den Zeitpunkt der Emission dagegen kennt, so hat man das Photon bereits bei der Emission detektiert
Danke, diesen Umstand hatte ich bisher übersehen.
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... , can you multiply triplets?
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