Photonen – die besten Beiträge

Leider musste ich meine vorherige Frage umformulieren, denn es gibt hier Antworten, die zwar derart tiefgreifend und vollständig richtig sind, aber dennoch nicht mehr vom normalen Teilnehmer verstanden werden.

Siehe meine vorherige Frage:

Natürlich gibt es keine elektromagnetische Welle eines Photons, auch wenn man es gerne so verallgemeinert bezeichnet. Denn Photonen sind, besonders für mich, selbstverständlich ganz allgemein die fundamentale quantisierte Anregung des elektromagnetischen Feldes.

Das, was man nämlich als klassische elektromagnetische Welle beschreibt, ergibt sich aus einem sog. kohärenten Zustand mit unbestimmter Photonen-Zahl, wobei die Photonen-Zahl einer Poisson-Verteilung folgt, im Limes großer Besetzungszahlen.

Und weil das absolut korrekt ist, aber damit meine ursprüngliche Frage völlig zerfleddert wurde, formuliere ich sie jetzt um, weil ich das Wesen einer elektromagnetischen Welle näher diskutieren wollte. Denn mir scheint, dass unsere Vorstellung von einer Welle unterentwickelt ist.

Ich habe gehört, dass wenn ein negatives und ein positives Teilchen zusammen kommen, entsteht Licht.

Kann sein, dass es Energie war, was eigentlich gemeint ist.

Könnte aber auch sein, dass es was anderes ist, was gemeint ist.

Ich habe zumindest gehört, dass wenn etwas Negatives und Positives zusammenkommen und sich auslöschen, das Licht entsteht oder emittiert wird.

Wenn das stimmt, dann sollte es doch auch von der Theorie der Fall sein, dass man das umkehren kann und aus Licht, wieder Teilchen werden.

Es gibt ja diesen Lichtdruck, der Z.B. in Sternen wirkt oder zukünftige Raumschiffe mit Sonnensegel durch einen Laser antreiben könnte.

Jetzt verstehe ich nur eins nicht: Da Photonen keine Masse haben, wie können sie diesen Druck ausüben? Das ist ja letztendlich eine Kraft mit Masse mal Beschleunigung, und wenn die Masse =0 ist, dann dürfte es doch nach dieser Logik keinen Druck geben, oder?

Ich verstehe das nicht... oder mache ich einfach einen Denkfehler? Kann mir das jemand erklären?

Fliegen sie noch durch das Weltall oder sind sie zerfallen?

Das Gravitationsfeld krümmt die Bahn des Photons doch nur wenn es sich nicht senkrecht zur Oberfläche bewegt und da das Photon nicht langsamer werden kann müsste es doch entkommen wenn es senkrecht zur Oberfläche gesendet wird.

Wenn Neutronen neutral sind, warum entstehen bei rotierenden Neutronensternen Magnetfelder?

Uns könnten Photonen, Lichtstrahlen im Prinzip durch einen Neutronenstern hindurch dringen ohne Auswirkung?

Woher wissen wir, dass Photonen existieren?

Gibt es ein Gerät für unter 1000€ welches einzelne Photonen messen kann?

Kann mir jmd diese Frage beantworten?

Das Doppelspaltexperiment kann man ja unterschiedlich ausführen.

Einmal mit monochromatischem Licht: da kommt es zu einem Interferenzmuster aufgrund der Welleneigenschaften des Lichtes.

Es geht aber auch mit einzelnen Photonen: Nachdem viele Photonen einzeln emittiert werden kommt es ebenso zu diesem Interferenzmuster. Jedoch geschieht dies nicht durch konstruktiver und destruktiver Interfernez sondern aufgrund der Wahrscheinlichkeit der Photonen in einem bestimmten Bereich aufzutreffen. Diese Wahrscheinlichkeit wird auf das Interferenzmuster begrenzt da Licht ja auch Welleneigenschaften hat.

Stimmt der letzte Absatz zu dem Experiment mit einzelnen Photonen? Ich kann nicht so viel mit Quantenmechanik anfangen und bin da sehr schnell verwirrt mit was überhaupt Quanten sind, der Superposition und der Wahrscheinlichkeit. Wäre nett wenn das jemand genauer erklären könnte. :)

Ich verstehe folgendes an der Relativitätstheorie nicht:
Es heißt, die Lichtgeschwindigkeit ist konstant unabhängig vom Bezugssystem.

Gedankenexperiment:
Zwei Photonen fliegen parallel in die gleiche Richtung. Wie kann für das eine Photon das andere Photon Lichtgeschwindigkeit haben, wenn es nie langsamer oder schneller als das andere wird, nie überholt wird. Der konstante Abstand zwischen ihnen ändert sich nie. In seinem Bezugssystems scheint es stillzustehen. (v=s/t)
Dagegen hätte ein Photon welches in entgegengesetzte Richtung fliegt Geschwindigkeit, weil sich der Abstand zwischen den beiden Photonen ändert.
Wie sollen aus Sicht des einen Photons die beiden anderen Photonen dieselbe Geschwindigkeit haben?
Es wäre doch unlogisch zu sagen, dass die Lichtgeschwindigkeit für alle Bezugssysteme immer Lichtgeschwindigkeit ist. Welche Beweise und Erklärungen gibt es dazu? Sollte das Michelson-Morley-Experiment anders interpretiert werden?

Dasselbe, wenn ein Objekt mit Masse Lichtgeschwindigkeit erreichen könnte,
würde für dieses die Geschwindigkeit von Photonen in seine Flugrichtung 0 sein,
und die in entgegengesetzte Flugrichtung größer als 0, also unterschiedlich

Ich versuch halt das zu verstehen, aber es geht einfach nicht. Ich bin dann nur verwirrt die ganze Zeit und frage mich, was hat das zu bedeuten?

Hier was von ChatGPT:

• Wellen-Teilchen-Dualismus: Teilchen wie Elektronen und Photonen verhalten sich manchmal wie Wellen und manchmal wie Teilchen.
• Quantisierung: Energie, Impuls und andere physikalische Größen treten in diskreten Paketen (Quanten) auf.
• Unschärferelation: Es gibt Grenzen, wie genau man gleichzeitig den Ort und den Impuls eines Teilchens bestimmen kann.
• Überlagerung und Verschränkung: Teilchen können sich in mehreren Zuständen gleichzeitig befinden oder miteinander verbunden sein, selbst über große Distanzen.

• Das Verständnis von Quantenmechanik auf mathematischer Ebene erfordert Kenntnisse in linearen Algebra, Differentialgleichungen und Wahrscheinlichkeitsrechnung.
• Konzepte wie die Schrödinger-Gleichung, Eigenwerte und Eigenzustände sind zentral.

• Wenn du die Anwendungen der Quantenmechanik (z. B. in der Quantenchemie, Halbleiterphysik oder Quantencomputing) verstehen willst, brauchst du ein solides physikalisches und mathematisches Fundament.

Ich habe weder Physik studiert noch bin ich Physik Student, ich interessiere mich nur wie die Dinge funktionieren.

Leider verstehe ich nicht genau, wie hoche Frequenz von elektromagnetischen Wellen an Objekten vorbei kommt.

Meine Überlegung wäre dass die Amplitude Von bestimmten Wellen größer ist und somit über die Atome springt und das könnte funktionieren, sofern ich das mit den Wellen richtig verstanden habe, weil Wellen ja nur die Wahrscheinlichkeit ist wo sich das Teilchen befinden könnte, das bedeutet das ein Teilchen gleichzeitig gegen den Atom stößt aber auch darüber….

wahrscheinlicher ist das kompletter Bullshit den ich aus meinem Halbwissen bilde, ich bin dankbar über jede hilfreiche Antwort

Bezogen auf Naturwissenschaften, Photon

Aufgabe:

(a) Ein Photon der Energie E_{gamma} wird an einem freien Teilchen der Ruhemasse m gestreut. Wie groß ist die kinetische Energie des Teilchens, wenn das auslaufende Photon unter dem Winkel \nu bezüglich der Richtung des einlaufenden Photons gestreut wird?

Kann mir jemand helfen diese Aufgabe zu berechnen?

Ich verstehe nicht wirklich wie ich das berechnen soll. Ich habe versucht einzusetzen und umzustellen etc. aber meine lösungen sind immer komisch.