Was meint man mit Wellenlänge von Licht?
Hi,
Wenn jetzt von der Wellenlänge von sichtbaren Licht gesprochen wird, also ca. 400nm.
Meint man dann damit ein Lichtquant? Also ein einzelnes Photon? Oder etwa den gesammten Lichtstrahl der entsteht?
LG Krawda
6 Antworten
Was meint man mit Wellenlänge von Licht?
Die Wellen sind die Summe aller einzelnen Photonen-Impulse, die sich als Licht gegenseitig überlagern. In der Regel ist das eine kontinuierliche Schwingung des elektrisch erfassten Signals.
Ein einzelner Photonen-Impuls ist, wie im Video gezeigt, eine einfache Kurve, deren Wellenlänge bei der Begegnung mit dem Messsensor (Antenne) eine Reaktion auf die im Leiter befindlichen Elektronen verursacht und damit ein elektrisches Signal in dem Messgerät sichtbar macht.
https://www.youtube.com/watch?v=Q-0moy4v4qM
Mischt man jene Impulse, egal in welche Richtung sie sich bewegen, dann überlagern sie sich zu einem kontinuierlichen Mischsignal.
Das Bild zeigt hier eine Ordnung, die es so nicht in der Realität gibt, sondern hier nur dem besseren Verständnis der Mischung dient. So kannst du horizontal die einzelnen Impulse sehen, die vertikal übereinander stehen, wobei die violette Linie die Summe darstellt.
Die hierbei entstehenden Wellenlängen und Amplituden haben mit der Impulsbreite und der Amplitude eines Photons nichts mehr gemeinsam.
Genau.
Aber du kannst sie auch bündeln, also näher beieinanderbringen oder ihre Amplituden auf Maximum synchronisieren.
Man meint eigentlich beides.
Ein Lichtstrahl weist Charakteristika aus der Wellenphysik auf. Man denke nur mal an das Phänomen der Brechung, also den optischen "Knick" in einem Strohhalm oder Löffel, den man durch eine Wasseroberfläche hindurch betrachtet.
Aber auch in der Quantenphysik spielen wellenphysikalische Randbedingungen bei der Entstehung von Licht, bspw. im "Quantentopf" einer LED eine wichtige Rolle.
Es geht in beiden Fällen um ein schwingendes elektromagnetisches Feld. Eine Art Wechselspannung. Da diese Schwingung aber auch mit Lichtgeschwindigkeit durch den Raum reisen muss, hat sie eine Wellenlänge.
Meint man dann damit ein Lichtquant?
Nein, denn wenn man von Wellenlänge spricht, redet man erstmal von Licht als einer elektromagnetischen Welle (auch wenn man die Energie eines Photons mit der Wellenlänge in Verbindung bringen kann).
Siehe auch Welle-Teilchen-Dualismus
Man kann Licht als eine elektromagnetische Welle sehen. Dabei zeigt sich, dass die Stärke des elektrischen- und magnetischen Feldes auch von der Position abhängt. Es bildet sich zeitlich und räumlich ein sinusförmiger Verlauf. Die räumliche Periode ist die Wellenlänge.
Es ist (meines Wissens nach) nicht so, dass das Photon (Licht als Teilchen betrachtet) irgendeine Schlangenlinie vollführt oder so...
Welle und Teilchen sind nur zwei Sichten auf das Gleiche im Sinne der Unschärferelation. Erzwingt man experimentell Ortsschärfe, hat man Teilchen, erzwingt man Impulsschärfe*, hat man Wellen. Anders gesagt: das Absolutquadrat einer Wellenfunktion an einem Ort ist die Wahrscheinlichkeitsdichte, dort ein Teilchen "anzutreffen".
*) der Impuls hängt direkt mit der Wellenlänge zusammen. Wirklich genau kann man die Wellenlänge aber nur bei einem unendlich langen Wellenzug messen - je kürzer der Wellenzug, desto genauer der Ort, desto unschärfer die Wellenlänge und damit der Impuls.
Ja jetzt leuchtet mir ein. 😄
Also man braucht mehr Teilchen, mehr Impulse und dadurch auch eine gewisse mindest Energie um eine für uns sichtbare Lichtwelle zu erzeugen?