Frage von Usedefault, 68

Sind alle Photonen dieselben?

Hallo!

Wenn ein Gerät wie ein Radiosender Photonen emittiert, so werden ja Wellen ausgesendet, welche die elektrische Ww verkörpern.

Wenn diese nach 10 Lj auf ein Proton treffen, ziehen sie dieses an und wenn sie auf ein Elektron treffen stoßen stoßen sie dieses ab, oder wie?

Und wie ist es dann beim Austauschteilchen der Protonen? Gibt es zwei Typen von Photonen?

Lg

Hilfreichste Antwort - ausgezeichnet vom Fragesteller
von SlowPhil, Community-Experte für Physik, 8

Photon ist Photon, nur die Energie macht den Unterschied. Anhand des Energieprofils kann man Licht zwar einem Ursprung zuordnen, aber nur, wenn es viele Photonen enthält.

Ein Photon ist auch kein Teilchen, nicht nur nicht im Sinne der klassischen Korpuskeln, sondern auch nicht im Sinne eines normalen Quantenteilchens, dem man eine einem Erhaltungssatz unterliegende Teilchenzahl zuschreiben könnte.

Somit kann es auch nicht als kompaktes Wellenpaket auftreten, das sich wenigstens ungefähr lokalisieren ließe.

»Ein Photon« ist nicht durch Teilchenzahl, sondern nur durch seine Energie

ε = hf = hc/λ

definiert. Da c und h Konstanten sind, muss somit f bzw. λ scharf bestimmt sein. Genau genommen ist ein Photon also eigentlich ein unbegrenzter Wellenzug, sodass auch die Aussage, ein Photon bewege sich mit c, nicht ganz stimmt. Ein Lichtwellenpaket schon, aber das ist ja kein Photon.

Das mit dem Austauschteilchen darf man sich auch nicht zu buchstäblich genommen werden. Reggid hatte einen Artikel von einem amerikanischen Physikprofessor verlinkt, in dem sich dieser gegen die Rede von einer Wechselwirkung als »Austausch virtueller Teilchen« wendet.

Kommentar von Usedefault ,

Wenn man 2 Protonen im Vakuum aussetzt, dann stoßen diese sich ja ab. Und tun sie das aufgrund der Photonen? Die Photonen sind ja das Austauschboson der E-Kraft.

Kommentar von Reggid ,

sie stoßen sich ab aufgrund des elektromagnetischen feldes, mit dem sie wechselwirken. "photonen" sind ganz bestimmte anregungen innerhalb dieses feldes (und entsprechen im klassischen limes elektromagnetischen wellen), aber in einem elektrostatischen feld zwischen zwei protonen gibt es keine photonen/elektromagentische wellen.

Kommentar von Usedefault ,

Funktioniert die Radiosendung und deren Empfang nicht mit elektrischer Anziehung / Abstoßung?

Und warum sprichst du von 'einem' Feld? Haben 2 Protonen nicht 2 Felder?

Kommentar von Reggid ,

ein radiosignal ist eine elektromagnetische welle.

es gibt genau ein elektrisches feld.

Kommentar von SlowPhil ,

@Usedefault

Funktioniert die Radiosendung und deren Empfang nicht mit elektrischer Anziehung /Abstoßung?

Nein. Bei Licht oszilliert das elektrische Feld - wie das Magnetfeld auch - sekrecht zur Ausbreitungsrichtung, die durch den Poynting-Vektor |S› = |E›×|B› dargestellt wird.

Kommentar von Usedefault ,

Was ist der Unterschied zwischen Licht und elektrischer Anziehung?

Teilen sich die elektrischen Kräfte mit den Lichtwellen ein Feld, sowie die Strombetreiber das Netz teilen?

Kommentar von SlowPhil ,

Ganz grob magst Du ein gespanntes Seil als Gleichnis für ein Feld nehmen und Schwingungen (stehende Wellen) des Seiles als Photonen.

Kommentar von Usedefault ,

Das heißt ein Photon ist eine Schwingung des Feldes, des Feldes, welches omnipräsent ist und auch für elektrische Anziehung sorgt?

Kommentar von SlowPhil ,

Und Abstoßung. Das kann man so sagen, wenn man im Falle der Abwesenheit messbarer elektromagnetischer Wechselwirkung nicht von »keinen Feld« spricht, sondern von einem Feld der Feldstärke 0.

Kommentar von Usedefault ,

Und in der Radioantenne wird die Energie an die Bewegung der Elektronen abgegeben. Der Wellen, welche für Luft und Mauer quasi nicht vorhanden sind? 

Und die bewegten Elektronen erzeugen eine Spannungsänderung gegen Masse oder den Kondensator im LC-Schwingkreis?

Antwort
von kindgottes92, 4

Kann es sein, dass du Photonen und Protonen durcheinander wirfst?

Kommentar von Usedefault ,

Nein aber ich denke ich werfe Photonen und 'Elektrische Anziehung' durcheinander.

Funktioniert ein Radiosender mit einer stärker und schwächer werdenden Anziehungskraft, die auf die Elektronen in der Antenne wirkt?

Antwort
von Reggid, 9

Wenn ein Gerät wie ein Radiosender Photonen emittiert, so werden ja Wellen ausgesendet, welche die elektrische Ww verkörpern.

bei einem radiogerät würde ich nimals von photonen sprechen. hier ist die beschreibung durch klassische elektromagnetische wellen absolut ausreichend.

Wenn diese nach 10 Lj auf ein Proton treffen, ziehen sie dieses an und wenn sie auf ein Elektron treffen stoßen stoßen sie dieses ab, oder wie?

nein.

Und wie ist es dann beim Austauschteilchen der Protonen?

was soll das denn bitte sein?

Gibt es zwei Typen von Photonen?

nein.

Kommentar von Usedefault ,

Wenn eine Welle auf ein Proton trifft, wird dieses angezogen und ein Elektron wird abgestoßen, oder?

Was passiert, wenn eine UKW auf eine Antenne eintrifft? Dann werden ja Elektronen weggeschoben, oder?

Kommentar von Reggid ,

Wenn eine Welle auf ein Proton trifft, wird dieses angezogen und ein Elektron wird abgestoßen, oder?

nein.

Kommentar von Usedefault ,

Und wie ist es dann? Hat das Photon überhaupt etwas mit der Anziehung und Abstoßung zu tun?

Kommentar von SlowPhil ,

Du hast doch mal was verlinkt, zum Thema »Austausch virtueller Teilchen«.

Antwort
von kindgottes92, 9

Photonen sind keine Teilchen im klassischen Sinn.

Klassische Teilchen existieren auch in Ruhe bzw. können sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegen.

Photonen sind dagegen reine materialisierte Energie, um das mal plump auszudrücken.

Elektromagnetische Strahlung (Radiowellen, Licht, Röntgenstrahlung etc.) Ist Energie, die sich ausbreitet.

Nach Einsteins Gleichung E=mc² ist Masse gleich Energie und umgekehrt. Energie kann also nicht übertragen werden, ohne dass sich Masse bewegt.

Und genau diese Masse sind die Photonen. Würden sie still stehen, wären sie nicht mehr da, weil dann auch keine Energie mehr da ist.

Photonen bewegen sich immer mit Lichtgeschindigkeit fort.

Kommentar von Usedefault ,

Ja aber wenn das so ist, dann würden alle Photonen abstoßend wirken, weil dann würde nur der Impuls abgegeben werden.

Kommentar von kindgottes92 ,

??? Diese Logik erschließt sich mit nicht wirklich.

Kommentar von Usedefault ,

Na dann erkläre mir logisch, wie das nun ist, mit Anziehung und Abstoßung im Elektromagnetismus!

Kommentar von kindgottes92 ,

Da gehts um geladene Teilchen. Photonen sind doch nicht geladen.

Kommentar von Usedefault ,

Ich dachte das Photon ist das Austauschboson der geladenen Teilchen?

Kommentar von Reggid ,

Ja aber wenn das so ist, dann würden alle Photonen abstoßend wirken, weil dann würde nur der Impuls abgegeben werden

ja so ist das auch. wenn ein photon absorbiert wird (oder über compton-streuung an einem freien elektron streut), dann wird natürlich impuls übertragen.

Kommentar von SlowPhil ,

Zum letzten Satz: Ein Lichtsignal bewegt sich mit c fort. Das allerdings ist kein Photon.

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