Wieso bewegen sich Photonen in einer Wellenbewegung fort?
Habe gehört, dass Photonen massebehaftete Teilchen sind, die sich auf einer Welle fortbewegen. Meine Frage ist wieso sich Photonen überhaupt in einer Wellenbewegung fortbewegen. Da sich die Bewegungsrichtung wegen der Welle ja immer ändert, müsste man nicht andauernd Energie zuführen? In Physik haben wir gelernt, dass wenn keine Kraft auf einen Körper wirkt dieser eine gleichbleibende geradlinige Bewegung beschreibt. Demnach würde sich ein Photon dann ja geradlinig ausbreiten.
6 Antworten
photonen bewegen sich weder "auf einer welle" noch kann man sagen sie bewegen sich geradlinig. es ist einfach die vorstellung von photonen als kleine teilchen, die durch den raum flitzen, falsch. photonen verhalten sich nach den gesetzen der quantenmechanik, und zeigen daher sowohl eigenschaften, die wir von klassischen wellen kennen, als auch eigenschaften, die wir einem klassischen teilchen zuordnen würden. aber die vorstellung einer stetigen bewegung von A nach B macht in der quantenmechanik keinen sinn. (such z.B einmal nach "tunneleffekt")
zur masse von photonen. photonen nennt man "masselose" teilchen, da ihnen im gegensatz zu anderen teilchen keine sogenannte ruhemasse zugeordnet werden kann. sie haben aber sehrwohl eine energie, und nach der relativitätstheorie ist masse aber nichts anderes als ein beitrag zur gesamtenergie. genauer: E² = m² * c² + p² * c^4, wobei E energie, m masse, p impuls und c die lichtgeschwindigkeit ist. bei photonen ist nun dieses m gleich 0, sie haben aber immer einen impuls und damit immer eine energie.
und zu deinem kommentar auf die antwort von XtraDry. photonen werden nicht nur von einem gravitationsfeld abgelenkt, sie erzeugen sogar selbst eines. der grund dafür ist, dass gravitation beschrieben wird durch eine krümmung der raumzeit, und die maßgebliche größe dafür ist nicht die masse, sonder die energie, welche photonen wie oben beschrieben ja stets haben. für massive objekte wie z.B die sonne ist die ruhemasse der dominierende term für die gesamtenergie, aber eben auch masselose photonen können einen (kleinen) beitrag liefern.
sowohl quantenmechanik als auch relativitätstheorie entziehen sich leider oft einer anschaulichen vorstellung, beide sind aber notwendig um die welt auf kleinster ebene zu beschreiben.
Wende keine einfache Newton Physik auf Licht an! Das ist die Antwort die ich dir direkt geben kann. Das kann nicht Funktionieren
Sie ist falsch ab dem Punkt wo sich etwas sehr schnell bewegt! Licht (Photonen sind das schnellste) mit knapp 300 000 Km/s. Wir lassen die mit 7,5 Km/s nach Abzug der Toleranz geblitzen Neutrinos in der Lichtzone zu schnellen mal beiseite :OP Hier gilt die Relativitätstheorie (Einstein).
zweitens gilt ab einer Größe von 50 Mikrometern ebenfalls die Newtonsche Mechanik nicht mehr! Hier zählt nur noch Quantenmechanik, Quantenphysik.
und mit dieser Frage sind gleich beide betroffen. Unteranderem deshalb sind diese Dinge die ich erwähnt habe ja enstanden. Gerade einstein hat solche Denkexperimente mit Licht gemacht und gemerkt das dass alles nicht sein kann.
Zum Thema Teilchen/Welle. Geb ich dir ne Antwort alla Schrödinger Ja und Nein hehe.
Wenn du dich näher dafür Interessierst:
Da gibts super Youtube Videos. Diese allerdings sind für Anfänger auf dem Gebiet keine Leichte Kost. Speziel zu dem Thema würde ich dir wie unten irgendwo schon erwähnt nahe legen nach:
Doppelspalt Experiment (Heisenbergsche Unschärferelation) suchen.
oder
Welle Teilchen Dualismus.
Das hier auszuführen würde den Text sprengen und verstehen tut man das in Textform kaum noch :). Mal abgesehen das ich nicht weiß wie lange ich daran Tippen würde und ich bin nicht langsam :OP
Ich hoffe das war ausführlich genug. Viel Spaß beim wundern und Endecken
theDoc
P.S.: Photonen sind Masselos. Deshalb können sie C erreichen. Neutrinos sind fast Masselos aber diese Gesetzesbrecher würde ich mal außer acht lassen hehe
Das Problem darin besteht, dass ein großer Teil der Teilchenphysik auf Theorien beruht. Wer weiss schon ob es überhaupt Photonen gibt und diese nicht nur ein theoretisches Denkmodell der Menschen sind.
Um wieder menschlich zu denken: Wenn ein Photon von einer Lichtquelle wegfliegt, dann hat es eine fest vorgelegte Richtung. Die Dichte der Photonen nimmt bei der Reise in die Unendlichkeit immer weiter ab, weil alle in verschiedene Richtungen auseinanderschwärmen.
a) Photonen sind masselos...
b) Photonen bewegen sich geradlinig, und nicht wellenförmig. Es gibt lediglich den "Welle-Teilchen-Dualismus". Nach diesem Modell hat Licht sowohl die Eigenschaften von Teilchen (Photonen) als auch von teilchenlosen elektromagnetischen Wellen...
wie können Photonen keine Masse haben aber dennoch von einem Gravitationfeld abgelenkt werden?
Photonen breiten sich nicht wellenförmig aus, ABER, sie verhalten sich so als ob. Wenn ich jetzt nicht komplett in vor die Laterne lauf, gibts zum Nachweis das Doppelspalt-Experiment. Das ist Quantenphysik, und ne Liga zu hoch für mich.
Ich denke so vom Inhalt her:
Beobachtest du das Ergebnis des Doppelspaltexperiments, dann siehst du, dass sich die Photonen wellenartig ausgebreitet haben müssen.
Beobachtest du allerdigns ein Photon, auf dem Weg durch den Doppelspalt, wird es immer und immer geradlinig hindurchtreten. Warum wieso weshalb? Photonen sind schüchtern! ;)
wie können Photonen keine Masse haben aber dennoch von einem Gravitationfeld abgelenkt werden?