unterscheid zwischen Photonen und Quanten?

Hallo njnia,

Photonen sind Quanten bzw. Quanta (Singular: Quant oder Quantum), genauer Quanten der elektromagnetischen Strahlung.

Es gibt auch andere Quanta, die keine Teilchen sind, z.B. das PLANCKsche Wirkungsquantum¹) h bzw. das reduzierte PLANCKsche Wirkungsquantum ħ = h⁄2π. Misst man den sog. Bahndrehimpuls eines Teilchens (z.B. eines Elektrons in einem Atom) in Bezug auf eine gegebene Achse, ist dieser immer ein ganzjähriges Vielfaches von ħ.

Dass speziell Licht quantisiert ist, bedeutet, dass Licht einer monochromatischen Lichtwelle der Frequenz f nur in "Portionen" der Energie hf (das sind die Photonen) emittiert, absorbiert oder auch registriert werden kann. Dies postulierte PLANCK, um sein Strahlungsgesetz zu erklären; da er glaubte, seine Annahme werde später einer besseren Erklärung Platz machen, heißt seine Konstante h wie "Hilfsgröße". EINSTEIN fand später heraus, dass die Quantisiertheit eine Eigenschaft des Lichts selbst ist und erklärte so auch den Photoelektrischen Effekt.

Die Energien der Schwingungen der Teilchen eines Festkörpers sind übrigens auch quantisiert. Diese Quanten, die keine richtigen Teilchen sind, sich aber so ähnlich verhalten, heißen Phononen.

_________

¹) Die sog. Wirkung (engl. action) ist eine in der theoretischen Physik viel gebrauchte Größe, die die Dimension Energie mal Zeit hat. Sie hängt von der Bahn eines Körpers zwischen zwei Punkten ab, und wenn man wissen will, welche von mehreren möglichen Bahnen ein Körper bei einer bestimmten Energie nimmt, läuft die Antwort auf diejenige Bahn hinaus, entlang derer die Wirkung am kleinsten ist. Die Dimension der Wirung ist übrigens zugleich die eines Drehimpulses.

Quanten als Teilchen gibt es eigentlich nicht; der Begriff tritt immer auf, wenn man Felder quantisiert und ist beispielsweise auf elektromagnetische Wellen (Photonen) oder mechanischen Schall (Phononen) anwendbar.