Warum ist je höher Frequenz der elektromagnetischen Welle desto höher ist die Energie?
Warum ist je höher Frequenz der elektromagnetischen Welle desto höher ist die Energie?
- Ich habe gehört dass das Problem in Physik nicht gelöst ist, oder anders gesagt: Es gibt eine Formel womit man das beschreiben kann und ausrechnen, aber die Wissenschaftler wissen nicht genau warum das so ist, dass die elektromagnetische Welle höherer Frequenz mehr Energie besitzt als die kleiner Frequenz.
Ist das so? Ist das wirklich eine ungelöste Frage?
5 Antworten
es ist wie immer in der Physik: eine Gleichung wird durch Experimente überprüft und entweder bestätigt oder verworfen. Die Abhängigkeiten von Photonenenergie und -impuls von der Frequenz sind sehr gut bestätigt und konsistent mit den Abbildungen der Unschärferelation auf Wellen/Teilchensicht. Typischerweise wehren sich diese Zusammenhänge gegen heuristisches oder gar kausales Denken, darum gibt es kein Warum. Die Natur gibt keine Begründungen für etwas, das wir uns ausgedacht haben (Teilchen und Wellen sind nur unsere makroskopischen Analogien für etwas, das in Wirklichkeit keines von beiden ist, sondern sich nur so ähnlich verhält, wenn wir es dazu zwingen).
Das ist keine ungelöste Frage.
Die Energie eines Photons (Quantenteilchen der elektromagnetischen Welle) ist proportional zur Frequenz. Der Proportionaliätsfaktor ist das Plancksche Wirkungsquantum.
Zur Frage, warum das so ist, hat sich Physik-Nobelpreisträger Richard Feynman so geäußert, dass es nicht Aufgabe der Physik ist, herauszufinden, warum die Naturgesetze so sind, wie sie sind.
Du hast meine Frage nicht verstanden. Man kann doch erklären dass je höher die Frequenz ist, desto schneller wechseln sich die Felder und desto mehr Energie reingesteckt wird. Z.b. wie der Junge von unten das mir erklärt hat.. aber danke
Ich bin mir sicher, dass die Frage nicht ungelöst ist... Ebenso, wie der "Welle-Teilchen-Dualismus", der immer noch in der Schule gelehrt wird - aber seit den 50er Jahren gelöst ist.
Was man dazu wissen muss: Ein (physikalisches) Modell ist in der Regel eine Vereinfachung der Wirklichkeit, um einen bestimmten Aspekt zu betrachten und zu erklären. Dazu gehört, dass Modelle bei genauer Betrachtung nicht mehr zutreffend sind und Nachbesserung bedürfen. Das Modell einer "elektromagnetischen Welle" mit Wellengleichung, etc... ist zwar für viele Dinge ausreichend, gilt aber auch als überholt. Den Zusammenhang mit Energie und Frequenz, sowie den photoelektrischen Effekt kann es nicht erklären. Das neuere/genauere Modell liefert die Quantendynamik. Und aus diesem Gebiet kommt das plancksche Wirkungsquantum und die Formel E = h*f.
Für mich dagegen ist das klassische Wellenmodell und die Maxwell-Gleichungen hinreichend genau. ;) Bei dem weiteren (Quantendynamik...) hört mein Wissen sehr schnell auf, weshalb ich keine detailliertere Antwort habe.
Vielleicht ist das so, daß mal nur die positiven Halbwellen betrachtet mehr einer gesamten Fläche abgedeck ist, als das bei niedrigerer Frequenz der Fall ist. Das müßte allerdings berechenbar sein.
Hallo,
da hast Du offenbar falsch gehört!
Ein einfaches Beispiel erklärt doch schon, warum hochfrequente Schwingungen energiereicher sind als niederfrequente:
Langsam schaukeln benötigt wenig Kraft
Schnell schaukeln benötigt viel Kraft
Grüße aus Leipzig
Vergleiche doch erstmal :
- Schaukel bewegt sich pro Sekunde 1 mal (1 Hz)
- Schaukel bewegt sich pro Sekunde 10 mal (10 Hz)
Bei 2 muss man doch 10 mal anstubsen, während bei 1 nur 1 mal pro Sekunde. Wann benötige ich mehr Energie, bei 1 mal oder bei 10 mal pro Sekunde anstubsen?
Aber schnell schaukeln benötigt ja nicht viel Energie, wie z.b. bei schwingkreis. Da wird doch nichts so viel Energie reingesteckt und Energie geht wenig verloren, und nur wegen Wärme