Photonen bewegen sich mit Lichtgeschwindigkeit...
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photon



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BeitragVerfasst am: 08.02.2013, 02:31    Titel: Photonen bewegen sich mit Lichtgeschwindigkeit... Antworten mit Zitat

Denkste! Die können auch ganz anders:

http://physicsworld.com/cws/article/news/2013/feb/05/stored-photons-interact-in-atom-cloud

Rückblick, 12 Jahre zuvor bereits wurde davon berichtet: Photonen im Ruhezustand
http://www.heise.de/tp/artikel/4/4714/1.html
_________________
Mit freundlichem Gruße
das photon
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Uli



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BeitragVerfasst am: 08.02.2013, 10:02    Titel: Re: Photonen bewegen sich mit Lichtgeschwindigkeit... Antworten mit Zitat

photon hat Folgendes geschrieben:
Denkste! Die können auch ganz anders:

http://physicsworld.com/cws/article/news/2013/feb/05/stored-photons-interact-in-atom-cloud


Phhh, ist das jetzt so eine Sensation, dass Photonen von einem Atom absorbiert und später re-emittiert werden können? Man mag nun ohne Aussicht auf Erfolg philosophieren, ob es denn dann auch wirklich dasselbe Photon war, das später re-emittiert wurde. Laut QED ist das wohl eher nicht so: ein neues wird erzeugt und abgestrahlt.

Elementarteilchen wie Photonen tragen nun einmal keine Namensschilder auf dem Jacket sondern sind ununterscheidbar. Smile

Und Lichtausbreitung in Materie ist nunmal komplizierter als im Vakuum.

Gruss,
Uli
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photon



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BeitragVerfasst am: 08.02.2013, 12:06    Titel: Re: Photonen bewegen sich mit Lichtgeschwindigkeit... Antworten mit Zitat

Uli hat Folgendes geschrieben:
photon hat Folgendes geschrieben:
Laut QED ist das wohl eher nicht so: ein neues wird erzeugt und abgestrahlt.

Hallo Uli,

wie geht diese ''Erzeugung'' des Photons eigentlich von statten? Gibt es eine ''Beschleunigungsphase'' oder sind die direkt mit voller Geschwindigkeit unterwegs? Klar, zum beschleunigen bräuchten sie eine Ruhemasse, doch wieso bewegen sie sich dann ''direkt'' so schnell? Bzw. wie kommen sie im Atom zum Stillstand?
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Mit freundlichem Gruße
das photon
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Jens Blume



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BeitragVerfasst am: 08.02.2013, 17:34    Titel: Re: Photonen bewegen sich mit Lichtgeschwindigkeit... Antworten mit Zitat

Uli hat Folgendes geschrieben:
...
Und Lichtausbreitung in Materie ist nunmal komplizierter als im Vakuum.

Gruss,
Uli


Und dafür wurde der Brechungsindex n = c0/c eingeführt. Photonen bewegen sich immer mit c, egal wie hoch oder niedrig n ist. Eine zur obigen, gegenteiligen Annahme, also eine vermeindliche Überlichtgeschwindigkeit würde lediglich einen Brechungsindex kleiner als eins bedeuten.
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photon



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BeitragVerfasst am: 08.02.2013, 21:41    Titel: Antworten mit Zitat

hmm, ich denke, daß mit der Ruhemasse=0 ist der Schlüssel. Wenn ich einen schweren Körper beschleunigen möchte geht das langsam. Wenn ich mit dem gleichen Kraftaufwand einen leichteren Körper beschleunigen will schneller. Wenn ich nun den Körper immer leichter mache wird die Beschleunigung immer größer bis sie bei m=0 unendlich groß wird. Nun, unendlich kann es in diesem Fall aber nicht geben. Das heißt, das Photon wird weder beschleunigt noch abgebremst.

Ein Körper, der jedoch keine Masse hat kann seine Bewegungs-Richtung beliebig ändern, ohne, daß er dafür Energie benötigt. D.h. das Photon könnte - theoretisch (evtl. hervorgerufen durch die Anwesenheit von Ladung oder durch die Raumkrümmung in der Nähe des Atoms) - beliebig seine Position im Atom ändern. Eine Zick-Zack Bewegung vielleicht, so daß der Eindruck entsteht als ruhe es. Oder eine Kreisbahn. So könnte z.B. ein Photon in ein Atom ''hineinfliegen'' und sich aprupt auf einem Orbit befinden, den es bei Emission wieder verläßt, ohne daß es je abgebremst oder beschleunigt wurde. Unter Beschleunigung verstehe ich hier die Ruhelageänderung einer Masse, nicht die reine Änderung der Bewegungsrichtung an sich.
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Mit freundlichem Gruße
das photon
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Uli



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BeitragVerfasst am: 11.02.2013, 10:06    Titel: Antworten mit Zitat

photon hat Folgendes geschrieben:

Ein Körper, der jedoch keine Masse hat kann seine Bewegungs-Richtung beliebig ändern, ohne, daß er dafür Energie benötigt. D.h. das Photon könnte - theoretisch (evtl. hervorgerufen durch die Anwesenheit von Ladung oder durch die Raumkrümmung in der Nähe des Atoms) - beliebig seine Position im Atom ändern. Eine Zick-Zack Bewegung vielleicht, so daß der Eindruck entsteht als ruhe es. Oder eine Kreisbahn. ...


Keineswegs: auch für Photonen gilt Energie- und Impulserhaltung.
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photon



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BeitragVerfasst am: 11.02.2013, 13:02    Titel: Antworten mit Zitat

gut, das hatte ich nicht bedacht Rolling Eyes

der erste Teil meiner Aussage stimmt jedoch, richtig? Also, daß das Photon nie beschleunigt wird.

Es ändert aufgrund von elastischen Stößen mit Elektronen im Atom lediglich Richtung und ''Farbe'' bzw. Frequenz. Wenn seine Geschwindigkeit jedoch konstant bleibt dann muß es sich ja während des Aufenthalts in einem Atom irgendwie bewegen und zwar so, daß es nicht emittiert wird. Auf welcher ''Bahn'' bewegt es sich also? Bzw. zurück zu meiner ursprünglichen Frage (die ich versucht habe, mir in meinem letzten Post selbst zu erklären...) wie wird das Photon vernichtet bzw. erzeugt und wie läuft so ein Vorgang ab?
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Mit freundlichem Gruße
das photon
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Barney



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BeitragVerfasst am: 11.02.2013, 14:54    Titel: Antworten mit Zitat

photon hat Folgendes geschrieben:
wie wird das Photon vernichtet bzw. erzeugt und wie läuft so ein Vorgang ab?

Hallo Photon,

ein einfaches Modell liefert da die Laserphysik. Ein Laserstrahl trifft beispielsweise auf Wasserstoffgas. Die Elektronen in den Wasserstoffatomen werden durch das elektrische Wechselfeld des Laserstrahls beschleunigt. Dabei kann ein Elektron mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit soviel Energie aufnehmen, dass es von einem tieferen Atomorbital auf ein höheres Orbital gehoben wird. Dabei wird ein Photon vernichtet. Springt das Elektron vom dem angeregten Zustand in den Grundzustand zurück, wird ein Photon mit der gleichen Energie erzeugt und wieder emittiert.
MfG
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photon



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BeitragVerfasst am: 11.02.2013, 16:05    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo Barney,

ja, daß bei Elektronensprüngen im Atom Photonen ausgesendet werden war mir bekannt, ebenso, daß Photonen absorbiert werden und dabei den Elektronen auf ein höheres Orbital verhelfen. Daß sie dabei erzeugt bzw. vernichtet werden wußte ich so noch nicht. Also kann man sich diese Erzeugung/ Vernichtung als instantane Umwandlung eines Teils der Energie eines Elektrons in ein Photon bzw. instantane Umwandlung eines Photons in Elektron-Energie vorstellen? Eine Beschleunigung findet sozusagen nicht statt, die Geschwindigkeit des erzeugten Photons beträgt sofort c bzw. wird beim Vorgang der Vernichtung sofort Null weil das Photon als solches ab diesem Moment nicht mehr existiert. Wenn das so ist, würde dies klären, daß das Photon tatsächlich keine Ruhemasse besitzt? Soweit ich weiß ist diese Frage noch nicht endgültig ausdiskutiert.
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Mit freundlichem Gruße
das photon
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Barney



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BeitragVerfasst am: 11.02.2013, 16:48    Titel: Antworten mit Zitat

photon hat Folgendes geschrieben:
Also kann man sich diese Erzeugung/ Vernichtung als instantane Umwandlung eines Teils der Energie eines Elektrons in ein Photon bzw. instantane Umwandlung eines Photons in Elektron-Energie vorstellen?

So viel ich weiß ja.

Zitat:
Eine Beschleunigung findet sozusagen nicht statt, die Geschwindigkeit des erzeugten Photons beträgt sofort c bzw. wird beim Vorgang der Vernichtung sofort Null weil das Photon als solches ab diesem Moment nicht mehr existiert.

Das ist auch deswegen naheliegend, weil es entsprechende Auswahlregeln gibt. Elektrische Dipolübergänge finden beispielsweise nur dann statt, wenn sich der Drehimpuls des Elektrons um $\hbar$ ändert. Das entspricht genau dem Drehimpuls eines Photons.
MfG
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photon



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BeitragVerfasst am: 11.02.2013, 21:26    Titel: Antworten mit Zitat

ist ja heftig. Könnte man statt von ''Vernichtung'' bzw. ''Erzeugung'' auch von Umwandlung von Energie in Masse bzw. Masse in Energie sprechen? Also, wird beim Einfang eines Photons die Masse des Atoms schwerer bzw. bei Emission leichter?

wo du grade von Drehimpuls beim Photon sprichst... mir geht da schon seit geraumer Zeit immer ein Gedanke durch den Kopf. Es gibt doch den sog. Drehimpulserhaltungssatz. Der hat u. a. zur Folge, daß die Ausrichtung der Achse eines sich drehenden Objekts nur durch Kraftaufwand geändert werden kann. Wenn nun die Drehimpulserhaltung auch beim Photon gilt und sagen wir mal - etwas krumm ausgedrückt - Masse bestehe aus Photonen (Energie) dann ist vielleicht Masse nichts anderes als der Widerstand den wir spüren wenn wir versuchen ein Objekt zu bewegen welches sozusagen mit einer Unzahl von Drehimpulsen und mit diesen verbundenen Ausrichtungen versehen ist. Sich gewissermaßen die Drehachsen aller Photonen / Bestandteile ihrer Richtungsänderung widersetzen?
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Mit freundlichem Gruße
das photon
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Barney



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BeitragVerfasst am: 11.02.2013, 23:57    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo Photon,

photon hat Folgendes geschrieben:
Wenn nun die Drehimpulserhaltung auch beim Photon gilt und sagen wir mal - etwas krumm ausgedrückt - Masse bestehe aus Photonen (Energie) dann ist vielleicht Masse nichts anderes als der Widerstand den wir spüren wenn wir versuchen ein Objekt zu bewegen welches sozusagen mit einer Unzahl von Drehimpulsen und mit diesen verbundenen Ausrichtungen versehen ist. Sich gewissermaßen die Drehachsen aller Photonen / Bestandteile ihrer Richtungsänderung widersetzen?

dieses Modell finde ich nicht sehr überzeugend, weil man sich einen Drehimpuls wie einen Kreisel vorstellen kann und der "wehrt" sich nur, wenn man versucht die Orientierung der Drehachse zu ändern. Bei einer geradlinigen Beschleunigung trägt ein innerer Drehimpuls rein klassisch gesehen nicht zur Trägheit des Objektes bei.
MfG
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photon



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BeitragVerfasst am: 12.02.2013, 00:21    Titel: Antworten mit Zitat

auch, wenn man die durch die Masse verursachte Raumkrümmung berücksichtigt? Weil dann ist ja die geradlinige Beschleunigung strenggenommen nicht mehr geradlinig und die einzelnen Drehimpulse würden auf gekrümmten Bahnen bewegt und sich ihre Orientierungen (in Bewegungsrichtung) ständig ändern. Ist jetzt aber nicht wirklich durchdacht. Lasse mich gerne eines besseren belehren Very Happy
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das photon
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Barney



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BeitragVerfasst am: 12.02.2013, 00:29    Titel: Antworten mit Zitat

photon hat Folgendes geschrieben:
auch, wenn man die durch die Masse verursachte Raumkrümmung berücksichtigt?

Laughing Rolling Eyes Confused

Hallo Photon,

hast Du solche "Verkrümmungen" wirklich nötig? Es ist doch klar, dass Dein Modell zuerst mal im flachen Raum funktionieren sollte. Wenn das nicht geht kann Dein Modell weniger als jedes newtonsche Modell !!
MfG
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photon



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BeitragVerfasst am: 12.02.2013, 00:45    Titel: Antworten mit Zitat

bei Beschleunigung würde die Raumkrümmung erst die Orientierungsänderung bewirken, so der Gedanke...



blau: Bewegungsrichtung, rot: von der Masse gekrümmter Raum (Geodäte)
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das photon
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