Was sind Gammaquanten einfach erklärt?
4 Antworten
Zur Erklärung von elektromagnetischer Strahlung (gilt auch für Licht) verwendet man jeweils passende Modelle. Mit dem Wellenmodell lassen sich beispielsweise Interferenzen darstellen und mit dem Teilchenmodell die einzelnen "Energieportionen" (Quanten). Wenn die Elektronen von Atomen ihr Energieniveau wechseln, wird Energie nicht fließend, sondern immer in ganz bestimmten Mengen abgegeben oder aufgenommen.
https://studyflix.de/ingenieurwissenschaften/gamma-strahlung-1782
Ein Gammaquant ist eine solche Energieportion, die sich aus dem Produkt des Planck'schen Wirkungsquantums und der Frequenz der betreffenden Gammastrahlung ergibt.
Also, im Rahmen der Quantenphysik hat man irgendwann angefangen viele Größen als gequantelte Größen darzustellen, also eben als Zusammensetzungen von "kleinsten Dingen", ähnlich zu dem Konzept, dass Materie auch aus kleinsten Dingen besteht (eben z.B. Atome, oder moderner auch den Quarks etc.).
Die elektromagnetische Strahlung, worunter z.B. das sichtbare Licht aber auch Röntgenstrahlung, Mirkowellenstrahlung und Gammastrahlung fällt, besteht in diesem Modell eben auch aus solchen kleinsten Teilchen: Die Photonen. Diese könnte man also als die "Quanten der elektromagnetischen Strahlung" bezeichnen. Im Rahmen der Teilchenphysik sind die Photonen dann auch (Austausch-) Teilchen.
Wenn man nun also Gammastrahlung hat, bspw. aus radioaktiven Prozessen, dann sind die jeweiligen Photonen, die diese Strahlung bilden, genau die Gammaquanten!
Meistens entstehen diese, indem ein Kern durch alpha- oder beta-Prozesse zerfällt, wodurch das Atom in einem angeregten Zustand überbleibt (also höherenergetischer als das normalerweise stabil sein sollte). Der Kern möchte wieder seine Energie auf ein Minimum bringen und kann dies auch tun, indem es eben ein Photon ausstrahlt. Dieses hat dann bei manchen Materialien oder Anregungen genug Energie um als Gammaquant zu gelten.
Einfach ist da leider gar nichts. Man kann ein Photon nicht einfach als mechanisches Teilchen betrachten, welches herumfliegt und irgendwo detektiert werden kann.
Man hat nämlich festgestellt, dass Photonen nicht nur mit sich selbst (Strahlteilerexperimente, was ja schon absurd genug erscheint), sondern auch über verschiedene Quellen interferieren können:
https://ucloud.univie.ac.at/index.php/s/Y9Hr5MtCea7kKH9
Interessanterweise ist ein Photon räumlich verteilt - nur damit kann man seine Intereferenzeigenschaften beschreiben. Man kann es aber nicht so interpretieren, dass seine gesamte Energie ebenfalls räumlich veteilt ist, denn man wird bei einer Messung mit einem Detektor stets die gesamte Enrgie in lokalisierter Form vorfinden.
hochfrequentes licht