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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 13.07.07, 16:02
Benutzerbild von jonnymi
jonnymi jonnymi ist offline
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Registriert seit: 03.07.2007
Beiträge: 84
Frage bewegungsgleichung für photonen?

hallo an alle,

wie beschreibt man den die Bewegung von Photonen?

schröderinger, klappt nicht mit c
dirac, klappt nicht mit dem spin=1

oder zeigt sich malwieder mein unwissen und die Maxwellgleichungen beschreiben das schon?
oder gibt es sowas nicht weil eh alles welle ist......

grüße jonnymi
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  #2  
Alt 14.07.07, 01:17
Benutzerbild von richy
richy richy ist offline
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Beiträge: 4.170
Standard AW: bewegungsgleichung für photonen?

Hi
Aus den Maxwellengleichungen kann man die Wellengleichung herleiten. Diese beschreibt die Ausbreitung einer EM Welle. Eine Bewegungsgleichung fuer Photonen. Stehe ich jetzt auch auf dem Schlauch.
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  #3  
Alt 14.07.07, 13:21
Benutzerbild von Hamilton
Hamilton Hamilton ist offline
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Registriert seit: 02.05.2007
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Beiträge: 447
Standard AW: bewegungsgleichung für photonen?

Hm, das ist leider recht kompliziert.
Also die Maxwellgl. führen, wie richy schon sagte auf die Wellengleichung für EM-Wellen, aber das nicht nicht eine Bewegungsgleichung für Photonen.
Es ist eine Gleichung, deren Lösung eine EM-Welle ist. Das ist aber kein Objekt der QM, sondern etwas klassisches.

Quantenmechanisch gesehen muss man da den schwierigeren Weg über die Quantisierung des EM-Feldes gehen, also die Quantenfeldtheorie bemühen, die für diesen speziellen Fall den Namen QED, Quantenelektrodynamik trägt.
Das ist nicht so sehr standard.
__________________
"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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  #4  
Alt 16.07.07, 17:27
Hermes Hermes ist offline
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Beiträge: 1.138
Standard AW: bewegungsgleichung für photonen?

Nach dem Modell der 'Absoluten Relativitätstheorie' von Maarten Dillinger bewegt sich das Licht gar nicht, sondern es ist tatsächlich unsere Raum-Zeit die sich durch das sich im absoluten Ruhezustand befindliche Licht bewegt.
Dazu passen würde immerhin, daß für Photonen selbst physikalisch gesehen überhaupt keine Zeit vergeht...

Weiter bewegt sich demnach die Raum-Zeit um den 'Energiezustand' oder 'absoluten Ruhepunkt' als Zentrum, Gravitation ist demnach eine Art 'höherdimensionale Zentrifugalkraft'.
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  #5  
Alt 07.11.21, 21:17
ScienceGuru ScienceGuru ist offline
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Beiträge: 6
Standard AW: bewegungsgleichung für photonen?

Zitat:
Zitat von Hamilton Beitrag anzeigen
Hm, das ist leider recht kompliziert.
Also die Maxwellgl. führen, wie richy schon sagte auf die Wellengleichung für EM-Wellen, aber das nicht nicht eine Bewegungsgleichung für Photonen.
Es ist eine Gleichung, deren Lösung eine EM-Welle ist. Das ist aber kein Objekt der QM, sondern etwas klassisches.

Quantenmechanisch gesehen muss man da den schwierigeren Weg über die Quantisierung des EM-Feldes gehen, also die Quantenfeldtheorie bemühen, die für diesen speziellen Fall den Namen QED, Quantenelektrodynamik trägt.
Das ist nicht so sehr standard.
Hi,
ich suche auch gerade nach der Bewegungsgleichung für Photonen, will mir aber nicht gleich die komplette QED reinziehen. Es soll ja der nur der einfachste Fall sein: Ein einzelnes freies photon bewegt sich von der Quelle auf einen Schirm zu. Gibt es dafür nicht irgendwo schon fertige Gleichungen?
Vielen Dank für die Hilfe
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  #6  
Alt 07.11.21, 22:24
Benutzerbild von TomS
TomS TomS ist offline
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Beiträge: 2.764
Standard AW: bewegungsgleichung für photonen?

Die Maxwellschen Gleichungen stellen in gewisser Weise den klassischen Grenzfall der QED dar. In diesem Grenzfall existieren jedoch keine Photonen, lediglich elektromagnetische Wellen. Photonen können tatsächlich erst mittels der QED beschrieben werden.
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Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
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  #7  
Alt 08.11.21, 03:15
Quantor Quantor ist offline
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Registriert seit: 21.03.2020
Beiträge: 53
Standard AW: bewegungsgleichung für photonen?

Zitat:
Zitat von TomS Beitrag anzeigen
Die Maxwellschen Gleichungen stellen in gewisser Weise den klassischen Grenzfall der QED dar. In diesem Grenzfall existieren jedoch keine Photonen, lediglich elektromagnetische Wellen. Photonen können tatsächlich erst mittels der QED beschrieben werden.
In gewisser Weise lassen sich Photonen aber auch schon im Rahmen der Maxwellschen Theorie postulieren, sie folgen da nur dem Grenzfall einer klassischen Statistik.
Das ist der "heuristische Ansatz" von Einstein. Man spricht da eben über "sehr viele" Photonen.
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  #8  
Alt 08.11.21, 11:13
Benutzerbild von TomS
TomS TomS ist offline
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Registriert seit: 04.10.2014
Beiträge: 2.764
Standard AW: bewegungsgleichung für photonen?

Zitat:
Zitat von Quantor Beitrag anzeigen
In gewisser Weise lassen sich Photonen aber auch schon im Rahmen der Maxwellschen Theorie postulieren, sie folgen da nur dem Grenzfall einer klassischen Statistik.
Nein, es werden keine Photonen postuliert, es wird der Versuch unternommen, eine Statistik für elektromagnetische Wellen herzuleiten. Und dies führt bekanntermaßen auf einen Widerspruch zum Experiment.

Zitat:
Zitat von Quantor Beitrag anzeigen
Das ist der "heuristische Ansatz" von Einstein. Man spricht da eben über "sehr viele" Photonen.
Der "heuristische Ansatz" von Einstein führt eben gerade nicht über die Maxwellschen Theorie.

Die ursprüngliche Frage war die nach einer Bewegungsgleichung für Photonen. Diese folgt nicht aus den Maxwellschen Gleichungen (diese entsprechen in der QED Gleichungen für Feldoperatoren). Sie folgt auch nicht aus dem "heuristischen Ansatz" (dieser liefert ausschließlich statistische Aussagen). Man könnte allenfalls behaupten, es gelte eine Bewegungsgleichung v = c = const., aber diese steht isoliert da und beschreibt keinerlei dynamische Vorgänge.

Photonen können mittels Zustandsvektoren im Hilbertraum beschrieben werden. Für diese Zustände gilt die zeitabhängige Schrödingergleichung, wobei der darin auftretende Hamiltonoperator aus der Lagrangedichte der QED folgt.
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Geändert von TomS (08.11.21 um 12:03 Uhr)
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  #9  
Alt 08.11.21, 21:16
ScienceGuru ScienceGuru ist offline
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Ort: München
Beiträge: 6
Standard AW: bewegungsgleichung für photonen?

Meine Frage hat eigentlich folgenden Hintergrund:
Wenn man einzelne Photonen auf einen Einzelspalt schießt, sieht man dann auf dem dahinterliegenden Schirm ein Interferenzmuster oder nicht???
Bei kontinuierlichem Licht ist es klar, dann kommt ein Interferenzmuster raus und das würde wohl auch mit den Maxwellgleichungen rauskommen. Die Interpretation ist ja beim Einzelspalt, dass jeder Punkt im Spalt als Ausgangspunkt einer Welle angesehen werden kann, die dann eben miteinander interferieren. Dieses Argument fällt aber gerade weg, wenn man einzelne Photonen durch den Einzelspalt schießt. Also was sieht man dann auf dem Schirm?????
Ich durchforste seit 2 Tagen das Netz und finde zu diesem Experiment leider nix. Entweder alles nur Doppelspalt oder eben kontinuierliches Licht am Einzelspalt, aber nirgends gibts was zu Einzelphotonen am Einzelspalt :-(
Um das zu simulieren muss also wohl die QED ran, oder?
Ich vermute, dass es bei diesem Experiment eben kein Interferenzmuster gibt, man sieht dann nur das Abbild des Spaltes mit leichten Beugungseffekten, oder???
Wenn jemand die fertige Wahrscheinlichkeitsverteilung auf dem Schirm bzw. die Wellenfunktion für dieses Experiment parat hat, wäre ich ihm sehr dankbar :-)
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  #10  
Alt 08.11.21, 23:09
Benutzerbild von TomS
TomS TomS ist offline
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Registriert seit: 04.10.2014
Beiträge: 2.764
Standard AW: bewegungsgleichung für photonen?

Zitat:
Zitat von ScienceGuru Beitrag anzeigen
Entweder alles nur Doppelspalt oder eben kontinuierliches Licht am Einzelspalt, aber nirgends gibts was zu Einzelphotonen am Einzelspalt :-(
Um das zu simulieren muss also wohl die QED ran, oder?
Nein, dafür reicht tatsächlich die nicht-relativistische Quantenmechanik aus, da sich für beliebige Teilchen im wesentlichen immer die selben Interferenzmuster ergeben.

Aber das Interferenzmuster ist immer nur eine statistische Aussage und folgt nicht aus der Bewegungsgleichung für ein einzelnes Teilchen.
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