Unterschied Photon - wellenlänge?

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6 Antworten

Hallo,

kurze Antwort: Beide (Lichtwellen und Photonen) beschreiben dasselbe Phänomen (Licht), nur jeweils einen anderen Aspekt davon.

Lange Antwort:

In der Physik ist man immer darauf aus, Modelle zu finden, mit denen man die Wirklichkeit abbilden, ein wenig verstehen und dann vorhersagen kann. Die ersten Experimente mit Licht (Brechung, Beugung usw) haben dazu geführt, dass man ein Modell entwickelt hat, in dem das Licht als Lichtwelle dargestellt wird. Das funktioniert auch sehr gut, und obwohl man nicht sicher sagen kann, wie Licht denn nun tatsächlich aussieht lassen sich mit diesem Modell viele Vorgänge erklären und vorhersagen. Die Physiker waren glücklich und haben das Licht anhand dieses Modells sehr lange und gründlich erforscht.

Irgendwann haben aber ein paar schlaue Leute Experimente durchgeführt, bei denen das Wellenmodell plötzlich nicht mehr die Ergebnisse erklären konnte. Nach einigen Wiederholungen stand fest: Entweder ist das Wellenmodell nicht die ganze Wahrheit, oder die Natur lag bei den Experimenten daneben. Da man mit der Natur nur schwer streiten kann, wurde also das Modell überdacht. Besah man sich nur diese Experimente, so konnte das Licht wunderbar als (masseloses) Teilchen beschrieben werden. Hier hat sich unter anderem zum Beispiel ein Herr Einstein betätigt. Dieses Teilchenmodell konnte jetzt aber viele der alten Sachen nicht mehr erklären - Man konnte also auch nicht einfach sagen, das Licht ist jetzt ein Teilchen und keine Welle mehr.

Letztendlich führte das Ganze zum Welle-Teilchen-Dualismus: Je nachdem, was für Effekte man betrachtet verhält sich das Licht wie eine Welle oder wie ein Teilchen. Das hat anfang des 20. Jahrhunderst für viel Wirbel gesorgt und führte letztlich zum Modell der Quantenmechanik, in dem zum Beispiel auch Teilchen wie Elektronen plötzlich Welleneigenschaften zeigen (in Experimenten so nachgewiesen). An der Stelle wirds dann ziemlich verrückt und da ich da selbst noch nicht so ganz durchblick hör ich hier mal auf. Bei Bedarf schau in einschlägigen Büchern zur Quantenmechanik durch oder hoffe auf besser ausgebildete Physiker hier ;)

Nochmal zusammengefasst:
Je nach Experiment verhält sich Licht wie eine Welle oder wie ein Teilchen oder auch eine Mischung aus beidem. Deshalb gibt es die zwei Grundmodelle als Welle oder als Teilchen (Photon), die dann in der Quantenmechanik irgendwie miteinander verschachtelt werden.

mfg,
Ennte

Kleine Anmerkung: bevor die Physiker - vor allem durch Experimente zu Beugung und Brechung - vom Wellencharakter des Lichs überzeugt waren, wurde bereits zuvor Licht als aus (klassischen) Teilchen bestehend angesehen (siehe auch: Newton, Korpuskeltheorie)

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Ein Photon ist der Träger des Elektromagnetischen Feldes. o.k. Eine Schwalbe macht noch keinen Sommer, ein Photon noch kein Feld. Erst wenn sehr viele davon zusammen kommen, dann kann man so etwas wie eine "Wellenlänge" erkennen. wirklich "erkennen" aber auch nur, wenn mit einem Laser kohärentes Licht erzeugt wird,

Es war in der Frühzeit der Physik attraktiv, die symbolische "Wellenlänge" von Licht als Erklärung für Beugungseffekte zu benutzen.

Die Wellenlänge hat nichts mit der Geometrie von Photonen zu tun. Photonen sind quasi "punktförmig". Eine Elektronenwolke in einem Atom hat etwa eine Ausdehnung von 50 bis 500 pm. Das Elektron wird da von Photonen mit einer Wellenlänge von 50 bis 500 nm rausgeschlagen, also 1000 x größer

Die Wellenlänge sagt etwas aus über die Farbe des abgestrahlten Lichts und beschreibt auf diese Weise eine Welleneigenschaft des Lichts. Ein Photon ist so etwas wie ein Lichtteilchen. Es beschreibt den Teilchencharakter des Lichts.

Nein, Wellenlänge und Photon sind nicht das Selbe.

Man spricht vom Welle-Teilchen-Dualismus - danach mal googlen, dann sollte Dir der Unterschied klar werden.

Die Erklärung wäre mir hier deutlich zu aufwändig...

gegenfrage: ist "auto" und "geschwindigkeit" dasselbe? nein? ebensowenig wie "photon" und "wellenlänge".

ein Photon ist ein Teilchen, Wellenlänge eine Strecke

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