Photon ist (ist nicht) Wellenpaket

[Timm]

Zitat von JoAx

Aus dem "uralten" Link von Uli lässt sich nun auch herauslesen (schon in der "Introduction"), dass sich solche Effekte auf "nicht-trivial beschleunigten 'Spiegeln'" zeigen können. Beschleunigten, nicht bewegten. Beschleunigungen sind in der RT ja nicht relativ. (Nicht alle zumindest.)

Hmm, ich weiche jetzt mal vom Thema ab, Johann. Müßte in einem von Null auf eine relativistische Geschwindigkeit beschleunigten neutralen Atom wegen der unterschiedlichen Trägheit von Kern und Elektronenhülle nicht ein Dipolmoment entstehen und eine EM Welle abgestrahlt werden? Rein theoretisch?

Gruß, Timm

[JoAx]

Zitat von Timm

Rein theoretisch?

Rein thoretisch müsste ein Atom ganz heftig "geschüttelt" werden (so verstehe ich - 'nicht-trivial beschleunigt'), damit es zu strahlen anfängt. Nur beschleunigt in eine Richtung (auf beliebige Geschwindigkeit) wird wohl nicht ausreichen. IMHO


Gruß, Johann

[Timm]

Zitat von Hawkwind

Ich habe in dem Diagramm nie ein Vakuum gesehen. Ist aber sicher auch eine vertretbare Interpretation: sobald virtuelle Teilchen enthalten sind, dies auf das Quantenvakuum zu beziehen.

Wobei die virtuellen Teilchen im inneren Bereich des Diagramms zu finden sind. Vor und nach der Wechselwirkung hat man reelle Teilchen. Wie sähe denn das schwedische Experiment als Feynmann-Diagramm aus? Müßte man links ein relativistisches Atom malen, dann virtuelle Photonen und rechts ein Paar, bestehend aus einem Photon und einem Antiphoton? Na, so einfach wird's wohl nicht sein.

Gruß, Timm

[Hawkwind]

Zitat von Timm

Wie sähe denn das schwedische Experiment als Feynmann-Diagramm aus? Müßte man links ein relativistisches Atom malen, dann virtuelle Photonen und rechts ein Paar, bestehend aus einem Photon und einem Antiphoton? Na, so einfach wird's wohl nicht sein.

Gruß, Timm

Ehrlich gesagt: keine Ahnung.

Antiphotonen gibt es ja übrigens nicht; das Photon trägt keine Materiequantenzahlen und ist sozusagen sein eigenes Antiteilchen.

Anscheinend spielen beim dynamischen Casimir ART-Effekte eine Rolle, sodass man mit den Feynmangraphen der QED wohl nicht auskommen wird?

Gruß,
Uli

[Maxi]

Hallo ...,

kommt --- bitte --- auf den Punkt. Mir fehlen eure Schlussfolgerungen.

Zitat von amc

@Maxi
Ich hoffe, du empfindest dies nicht als ein sich lustig machen - ich für meinen Teil, kann auch weiß Gott nicht beurteilen, ob eine Unterscheidung Sinn macht, oder warum nicht. Du wirst sicher auch noch kompetente Antworten erhalten.

amc hatt's erfasst, genau darum geht´s mir, um eure Einschätztung:


Inwiefern sprechen eure Beiträge für bzw. gegen eine klare Differenzierung und Aufteilung des Begriffs PHOTON?

Ist mein Vorschlag insgesamt didaktischer bzw. physikalischer Unsinn?

Sind die Widersprüche, die zwischen A) und B) meines Vorschlags vorliegen, zwangsläufig (wegen ..?.) und damit naturgegeben oder hausgemacht (vermutlich wegen ..?.)?

Ihr habt jedenfalls um Zehnerpotenzen mehr Ahnung von den Detailproblemen als ich --- und ich bräuchte, wie schon mal gesagt, bei Diskussionen mit den Schülern halbwegs sinnvolle (sprich widerspruchsfreie) Aussagen --- der Didaktik wegen und der Physik zuliebe ...

Gruß,
Maxi

[JoAx]

Hi Maxi!

IMHO!!!

Zitat von Maxi

bei Diskussionen mit den Schülern halbwegs sinnvolle (sprich widerspruchsfreie) Aussagen --- der Didaktik wegen und der Physik zuliebe

Wenn's dir wirklich um die Didaktik geht, dann fährt man (vermutlich) am besten mit der Wahrheit, dass Photone - Quanten sind. Und die einzige ehrliche Antwort auf die Frage - "Was ist ein Quant?" - die ich kenne, lautet - "Wir wissen es nicht." .... "Vielleicht findet es einer von Euch raus. "

Was man weiß, ist, wie man dieses oder jenes Phänomen in der Natur beschreibt. Und da kommt man nicht ausschließlich mit "Welle" oder "Teilchen" aus. Wenn ich auf deinen Differenzierungsvorschlag eingehen soll, dann kann ich nur sagen, dass die Physik hier genau umgekehrten Weg geht/gegangen ist. Man kann in Büchern eher Sätze finden, wie in etwa:

"Wir sagen Photon, meinen aber alle Quanten-Arten."

oder

"Wir sagen Elektron, meinen aber alle Quanten-Arten."

Die QM unterscheidet da zwischen den Objekten auf die gleiche Weise, wie das Newton'sche Gravitationsgesetz zwischen Sonne und Erde unterscheidet - gar nicht.
Bzw., die Unterscheidung ergibt sich aus der konkreten Situation mehr oder weniger "automatisch". Beim Garvitationsgesetz ist es die Masse gewesen, in der QM sind es dann noch Quantenzahlen, Energie/Frequenz, "Spin", ... was auch immer.

Zitat von wiki

• Energie von Lichtquanten (Photonen)

,wobei h das plancksche Wirkungsquantum und f die Frequenz ist.

Ich sehe da kein "Wellen-Paket". Nur eine "feste" Frequenz. "fest" aber nicht im Sinne von "intrinsisch".

Das ist jetzt sicher nicht alles, aber vlt. als Anfang.


Gruß, Johann

PS: Die virtuellen Teilchen würde ich zunächst vlt. weg lassen.

[Maxi]

Danke Johann!

Deine Betrachtungsweise der Objekte und Phänomene der Natur und vor allem deren Beschreibung (mit mathemathischen Gleichungen), ob nun klassisch oder quantenmechanisch, deckt wohl -- so scheint mir -- etwas physikalisch fundamental Grundlegendes auf. Es spricht dies zwar gegen meinen Versuch der Differenzierung der Begriffe, erscheint aber dennoch -- ich seh's ein -- der Sache -- im Ganzen gesehen -- angemessener zu sein. Zumindest erhält es die "Spannung" in der Physik, die damit in allen Bereichen vorwärts gerichtet offen bleibt ...

Zitat von JoAx

Die QM unterscheidet da zwischen den Objekten auf die gleiche Weise, wie das Newton'sche Gravitationsgesetz zwischen Sonne und Erde unterscheidet - gar nicht.
Bzw., die Unterscheidung ergibt sich aus der konkreten Situation mehr oder weniger "automatisch". Beim Garvitationsgesetz ist es die Masse gewesen, in der QM sind es dann noch Quantenzahlen, Energie/Frequenz, "Spin", ... was auch immer.

Ich verstehe jedoch nicht ganz, was du mit "feste" Frequenz und nicht "intrinsisch", bei EPhoton = h f zum Ausdruck bringen willst:

Zitat von JoAx

Ich sehe da kein "Wellen-Paket". Nur eine "feste" Frequenz. "fest" aber nicht im Sinne von "intrinsisch".

"fest" im Sinne von "gleichbleibend", oder im Sinne von "monochromatisch"?

nicht "intrinsisch",
sondern "extrinsisch"(?), "von außen her (angeregt), nicht aus eigenem Antrieb erfolgend"(???) (nach Wikipedia).

Du hast mir aber bereits -- der Idee nach -- ein gutes Stück weiter geholfen.

Nochmals Danke!

Maxi

[Maxi]

Hallo Johann,

Zitat von JoAx

(...) Man kann in Büchern eher Sätze finden, wie in etwa:

"Wir sagen Photon, meinen aber alle Quanten-Arten."
oder
"Wir sagen Elektron, meinen aber alle Quanten-Arten."

Die QM unterscheidet da zwischen den Objekten auf die gleiche Weise, wie das Newton'sche Gravitationsgesetz zwischen Sonne und Erde unterscheidet - gar nicht.
Bzw., die Unterscheidung ergibt sich aus der konkreten Situation mehr oder weniger "automatisch". Beim Garvitationsgesetz ist es die Masse gewesen, in der QM sind es dann noch Quantenzahlen, Energie/Frequenz, "Spin", ... was auch immer.

um keine Missverständnisse aufkommen zu lassen, versuche ich, deine neu ins Spiel gebrachten Gedanken mit eigenen Worten aus zu malen. Und bitte dich --- falls nötig und du die nötige Zeit dazu findest --- mich zu korrigieren.

a) Klassische Himmelsmechanik:
"Kreisen" irgendwelche Objekte umeinander, so wird ihre Bewegung durch das Newtonsche Kraftgesetz F = G* m1* m2/(r*r) bestimmt. m1 und m2 sind die (meist) unterschiedlichen Massen der fliegenden Objekte; r ist der gegenseitige Abstand. Und aufgrund des dritten Newtonsche Gesetzes (actio gegengleich reactio) sind die beiden Objekte --- bezüglich ihrer Rolle, die sie bei diesem Geschehen spielen, und was die physikalische Qualität der Objekte betrifft, --- durch absolut nichts zu unterscheiden; sie kreisen schließlich beide jeweils um den gemeinsamen Schwerpunkt.

Erst "die konkrete Situation" bringt zu Tage, welchem der beiden Objekte die Bezeichnung Zentralgestirn mZ und bzw. Trabant mT zukommt.

b) QM:
Werden mit irgend welchen Quantenobjekten z.B. bei Anwendung des DEBYE-SCHERRER-Verfahrens Interferenzversuche durchgeführt, so wird deren Verhalten durch die BRAGGsche-Reflexionsbedingung bestimmt: k*Wellenlänge = 2*d*sin(BRAGG-Winkel); wobei die Wellenlänge der DE BROGLIE-Wellenlänge gleich zu setzen ist. Und dabei sind die Quantenobjekte --- hinsichtlich ihres Verhaltens --- in keiner Weise zu unterschieden.

Dies heißt also allgemein: Führt man mit irgend einem beliebigen Quantenobjekt (egal welchen Namen es bereits trägt oder vielleicht später bekommen wird) irgend ein typisch quantenmechanisches Experiment durch, so gelten die aus diesem speziellen Einzelversuch gewonnenen Erkenntnisse zugleich auch für alle anderen Quantenteilchen in gleicher Weise; so nach dem Motto:

Zitat von JoAx

"Wir sagen Elektron, meinen aber alle Quanten-Arten."

Erst "die konkrete Situation" bringt es an den Tag, welchem Objekt zusätzlich welche Quantenzahlen, Energie/Frequenz, "Spin", ... zugeordnet werden kann.

Dies heißt wiederum allgemein: Die Zuordnung der unterschiedlichen Quantenzahlen, "Spins", ..., ist erst dann möglich, wenn mit den einzelnen Quantenexperimenten weitere Zusatz-Experimente durchgeführt werden, die auf die Maßzahlen dieser unterschiedlichen Größen bzw. Eigenschaften schließen lassen.

Johann, habe ich dich soweit --- fürs erste --- richtig verstanden?

Gruß, Maxi

[JoAx]

Hi Maxi!

Tut mir Leid, dass ich schweige. Hab' zum einen wirklich etwas wenig Zeit, und zum anderen ist es auch keine einfache Aufgabe, die du da stellst.
Ich werde versuchen Heute etwas zusammen zu kriegen.


Gruß, Johann

[Hawkwind]

Zitat von Maxi

Dies heißt also allgemein: Führt man mit irgend einem beliebigen Quantenobjekt (egal welchen Namen es bereits trägt oder vielleicht später bekommen wird) irgend ein typisch quantenmechanisches Experiment durch, so gelten die aus diesem speziellen Einzelversuch gewonnenen Erkenntnisse zugleich auch für alle anderen Quantenteilchen in gleicher Weise;
...

Mhm ..., was soll das denn heissen?

Die Quantenstatistik gilt für ununterscheidbare Teilchen!
Das sind Quantenobjekte, die sich nicht mit Hilfe einer Messung identifizieren bzw. voneinander unterscheiden lassen.


Beispiel: Elektron A hat keinen irgendwie gearteten "Stempel", sodass ich es von Elektron B unterscheiden könnte.

Wird ein Experiment an einem Elektron mit einem anderen Elektron wiederholt, so erhalte ich dieselben Beobachtungen!


Gegenbeispiel: ein Elektron und ein Neutron kann ich aber per Messung auseinanderhalten (z.B. über unterschiedliche Massen oder Ladungen).

Wird ein Experiment an einem Elektron mit einem Neutron wiederholt, so erhalte ich voneinander abweichende Beobachtungen!

Ich hoffe, ich habe überhaupt verstanden, worum es euch hierg geht?