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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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  #1  
Alt 28.01.08, 13:01
netwulf netwulf ist offline
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Registriert seit: 28.01.2008
Beitr?ge: 5
Standard Photonen Frequenz und Intensität

hallo zusammen

bin neu in diesem forum und trette gleich mit zwei fragen an euch heran in der hoffnung etwas licht ins dunkel zu bringen.

1.) E=mc2 ; E= hv

d.h. die lichtgeschwindigkeit ist abhängig von der frequenz der photonen. gilt da aber auch der umkehrschluss: dass die frequenz abhängig ist von der Lichtgeschwindigkeit?

für den fall dass v>c z.b. 2c wäre dann die frequenz jener photonen doppel so hoch, als mit c? gibt es eine obergrenze für die frequenz von strahlung (generell) z.b. wellenlänge= planck länge?


2.) wenn wir eine photonenkanone soweit reduzieren, dass nur noch 1 photon den detektor erreicht, hängt die intensität von der distanz ab? normal wäre ja die abnahme der lichtstärke im quadrat zu verdopplung der distanz. und intensiitätsverlust bedeutet ja nichts weiter, als dass weniger photonen auf den detektor auftreffen.

Bitte um eure hilfe.

vielen dank an euch
gruss
netwulf
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  #2  
Alt 28.01.08, 13:55
Jogi Jogi ist offline
Moderator
 
Registriert seit: 02.05.2007
Beitr?ge: 1.880
Standard AW: Photonen Frequenz und Intensität

Welcome netwulf.

Zitat:
Zitat von netwulf Beitrag anzeigen
bin neu in diesem forum und trette gleich mit zwei fragen an euch heran in der hoffnung etwas licht ins dunkel zu bringen.
Da eignen sich Photonen natürlich bestens.

Zitat:
die lichtgeschwindigkeit ist abhängig von der frequenz der photonen.
Wie kommst du denn auf das schmale Brett?

Die Frequenz sagt nur etwas über die Geschwindigkeit aus, mit der Photonen schwingen,
nicht aber über ihre Bewegungs- bzw. Fortpflanzungsgeschwindigkeit.

Die Schallgeschwindigkeit ändert sich doch auch nicht mit der Tonhöhe.
Das wäre ein schönes Chaos!

Zitat:
gibt es eine obergrenze für die frequenz von strahlung (generell) z.b. wellenlänge= planck länge?
Diese Frage habe ich mir in der Tat auch schon gestellt.
Es scheint aber noch nicht mal theoretisch eine Maximalfrequenz zu geben.


Zitat:
2.) wenn wir eine photonenkanone soweit reduzieren, dass nur noch 1 photon den detektor erreicht, hängt die intensität von der distanz ab?
Nein.
Die Energie des einzelnen Photons hängt tatsächlich nur von seiner Frequenz ab.

Zitat:
normal wäre ja die abnahme der lichtstärke im quadrat zu verdopplung der distanz.
Die Lichtstärke ergibt sich aus der Summe der gleichzeitig eintreffenden Photonen auf einer bestimmten Fläche.
Von einer Lichtquelle aus, die in alle Richtungen gleichmässig abstrahlt, nimmt die Anzahl der Photonen,
die auf eine Fläche treffen, mit 1/r^2 ab, das ist genau das, was du hier schreibst:
Zitat:
und intensiitätsverlust bedeutet ja nichts weiter, als dass weniger photonen auf den detektor auftreffen.

Gruß Jogi
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Die Geschichte wiederholt sich, bis wir aus ihr gelernt haben.
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  #3  
Alt 28.01.08, 14:51
netwulf netwulf ist offline
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Standard AW: Photonen Frequenz und Intensität

hi jogi

danke für deine schnelle antwort.....hm...logo hast ja recht mit der geschwindigkeit. was mir allerdings nicht klar ist:

E=mc2 (d.h. wenn die wir photonen mit 2c haben, steigt die Energie)

E= hv (h ist eine konstante, dann muss sich doch v ändern? da blick ich nicht durch...)

zu den Photonen: d.h. ein Intensitätsverlust bei einem photon tritt nicht auf. lediglich bei einer gewissen menge/Anzahl von photonen? hab ich das richtig verstanden?

danke
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  #4  
Alt 28.01.08, 16:11
Benutzerbild von Hamilton
Hamilton Hamilton ist offline
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Registriert seit: 02.05.2007
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Standard AW: Photonen Frequenz und Intensität

hm, mir gefällt Jogis Antwort nicht, daher von mir eine neue.

Zitat:
lichtgeschwindigkeit ist abhängig von der frequenz der photonen
Photonen sind genau wie EM-Wellen zwei Modelle für Licht.
Wenn man von Eigenschaften wie Impuls und Energie spricht, meint man Photonen, weil das "Teilchen" sind. Wenn man aber von Eigenschaften wie Wellenlänge/Frequenz spricht, meint man EM-Wellen.
Photonen haben keine Schwingungsfrequenz (Es ist NICHT so, dass die Photonen auf ihrem Weg durch den Raum mit einer bestimmten Frequenz Sinunsschwingungen ausführen).

Die Lichtgeschwindigkeit ist in einem Material mit Brechungsindex ungleich 1 (man nennt das Dispersion) von der Wellenlänge des Lichtes abhängig- darum funktioniert ein Prisma.

Im Vakuum ist Licht jeder Frequenz gleich schnell- nämlich c, also ca. 300000 km/s

Zitat:
E=mc2 ; E= hv
hier weiß ich nicht, ob du weißt, dass das "v" in deiner Formel ein "nu", ein griechicher Buchstabe ist und für Frequenz steht. Schreib lieber E=hf
f kann nicht <> c sein, weil c eine Geschwindigkeit ist und keine Frequenz.

Zitat:
wenn wir eine photonenkanone soweit reduzieren, dass nur noch 1 photon den detektor erreicht, hängt die intensität von der distanz ab? normal wäre ja die abnahme der lichtstärke im quadrat zu verdopplung der distanz. und intensiitätsverlust bedeutet ja nichts weiter, als dass weniger photonen auf den detektor auftreffen.
Soweit ich weiß, ist der jeweilige Intensität-Distanz.Zusammenhang nicht von der Intensität (Photonen/(Fläche*Zeit)) abhängig.
Wenn Du eine Quelle hast, die alle paar Sekunden ein Photon aussendet, dann
ist die Intensität auf einem Schirm (wie viele Photonen auf dem Schirm in einer bestimmten Zeit ankommen) immer noch vom Abstand abhängig.

Übrigens gibt es auch Lichtquellen, z.B. der Laser, bei dem die Intensität nicht mit 1/r² abnimmt. Siehe "Gaußstrahl"
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"Wissenschaft ist wie Sex. Manchmal kommt etwas Sinnvolles dabei raus, das ist aber nicht der Grund, warum wir es tun."
Richard P. Feynman
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  #5  
Alt 28.01.08, 16:22
Jogi Jogi ist offline
Moderator
 
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Standard AW: Photonen Frequenz und Intensität

Hi netwulf.

Zitat:
Zitat von netwulf Beitrag anzeigen
E=mc2 (d.h. wenn die wir photonen mit 2c haben, steigt die Energie)
Erstens:
Wir haben keine Photonen mit 2c.

Zweitens:
Photonen haben die Masse Null, das ist das m in der Gleichung.
Du könntest also c mit jeder beliebigen Zahl multiplizieren, es käme immer noch Null heraus.

Ergo dürfen wir die Gleichung E=mc^2 so nicht auf Photonen anwenden.

Zitat:
E= hv (h ist eine konstante, dann muss sich doch v ändern? da blick ich nicht durch...)
Und auch hier würde ich E=h*f schreiben, mit dem v kommst du in die Bredoullie.

h ist das plancksche Wirkungsquantum, f die Frequenz.

Das bedeutet:
Die Frequenz entscheidet darüber, wie viele Wirkungsquanten pro Sekunde übertragen werden.
Höhere Frequenz - mehr Wirkungsquanten - höhere Energie.

Zitat:
zu den Photonen: d.h. ein Intensitätsverlust bei einem photon tritt nicht auf.
Jedenfalls nicht, solange das Photon nicht mit irgendetwas anderem wechselwirkt.

Zitat:
lediglich bei einer gewissen menge/Anzahl von photonen? hab ich das richtig verstanden?
Yep.
Das Photonenfeld dünnt sich mit zunehmender Entfernung von der Quelle aus.

Ausnahme:
Laserlicht.
hier bleiben die Photonen hübsch beisammen, sie praktizieren den perfekten Parallelflug.
Deshalb ist der Lichtpunkt, den ein Laserpointer an der Wand verursacht, immer gleich groß und gleich hell,
egal ob die Wand in 1 Meter oder 10 Meter Entfernung ist.


Gruß Jogi
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  #6  
Alt 28.01.08, 16:28
Benutzerbild von Hamilton
Hamilton Hamilton ist offline
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Registriert seit: 02.05.2007
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Standard AW: Photonen Frequenz und Intensität

Zitat:
Laserlicht.
hier bleiben die Photonen hübsch beisammen, sie praktizieren den perfekten Parallelflug.
Deshalb ist der Lichtpunkt, den ein Laserpointer an der Wand verursacht, immer gleich groß und gleich hell,
egal ob die Wand in 1 Meter oder 10 Meter Entfernung ist.
Das stimmt nicht!
Ein Laser ist, wenn er perfekt ist, ein Gaußstrahler.
Das sind die Photonen zwar ziemlich Parallel, aber eben nicht perfekt parallel.
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Richard P. Feynman
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  #7  
Alt 28.01.08, 16:32
Jogi Jogi ist offline
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Registriert seit: 02.05.2007
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Standard AW: Photonen Frequenz und Intensität

Zitat:
Zitat von Hamilton Beitrag anzeigen
Das stimmt nicht!
Ein Laser ist, wenn er perfekt ist, ein Gaußstrahler.
Das sind die Photonen zwar ziemlich Parallel, aber eben nicht perfekt parallel.
Okay, okay, ich hab das idealisiert, um es nicht unnötig kompliziert zu machen.
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  #8  
Alt 28.01.08, 17:59
orca orca ist offline
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Standard AW: Photonen Frequenz und Intensität

Das Produkt aus Frequenz und Wellenlänge ist für energiereiche und energiearme Lichtstrahlen im Inertialsystem der Erde aber nur auf Meereshöhe c = 299792458 m/s.

Ein energiereicher Lichtstrahl hat eine höhere Frequenz E = h * f, weil Energie und Frequenz proportional sind, aber eine kleinere Wellenlänge, weil die absolute Lichtgeschwindigkeit vor Ort für alle Lichtstrahlen konstant ist.

Entfernt sich ein Lichtstrahl vom Gravitationszentrum, dann nehmen Frequenz und Wellenlänge zu (die Lichtgeschwindigkeit wird größer), der Brechungsindex (das Verhältnis der Lichtgeschwindigkeiten) nimmt ab.

Am Sonnenrand z.B. ist der

Brechungsindex n(r) = c / c' = 1 / [1 - 2 G m / (R*c²)] = 1,000.004.2

eine Funktion der Sonnenmasse m und des Abstands R.

Die Lichtgeschwindigkeit ist also in Sonnennähe um den Faktor 1,000.004.2 größer als in sehr großer Entfernung von der Sonne.

Diese experimentelle Tatsache der klassischen Physik hat der irrationale Postulator und Komiker der Popphysik Alfred Einstein aus Schilda als "Beweis" (!) der esoterischen "Raumzeitkrümmung" fehlinterpretiert.

MfG
orca
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  #9  
Alt 28.01.08, 18:01
netwulf netwulf ist offline
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Registriert seit: 28.01.2008
Beitr?ge: 5
Standard AW: Photonen Frequenz und Intensität

danke an alle für eure antworten...

ok.

1.) orca: bei entfernung vom gravitationszentrum ist mir klar dass die wellenlänge abnimmt, d.h. die frequenz nimmt zu?....wie so nimmt beides zu?

2.) klar hab ich die frequenz gemeint. werde also h*f schreiben. das photonen keine ruhemasse haben, hab ich gewusst, aber nicht dass man die formel E=mc2, darauf nicht anwenden darf. nur E=h*f.........spielt es demnach keine rolle, mit welcher Geschwindigkeit ein photon sich fortpflanzt, seine enegergie hängt demnach nur von der frequenz ab?

3.) Laser: d.h. EM von Photonen besiten beim Laser alles dieselbe Wellenlänge und Polarisation?


cool....freue mich schon auf die kommenden antworten
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  #10  
Alt 28.01.08, 19:57
pauli pauli ist offline
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Standard AW: Photonen Frequenz und Intensität

Zitat:
Zitat von netwulf Beitrag anzeigen
1.) orca: bei entfernung vom gravitationszentrum ist mir klar dass die wellenlänge abnimmt, d.h. die frequenz nimmt zu?....wie so nimmt beides zu?
Orca meint hier die Erhöhung seiner Wodkatrinkfrequenz bei jeder Gelegenheit
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