Sehr oft wird ein Photon auch durch die enthaltene Energie In Experimenten der Quantenoptik konnte die Geschwindigkeit der Ausbreitung von Licht in einem verdünnten Gas von geeignet präparierten Atomen auf wenige Meter pro Sekunde gesenkt werden.[18]. {\displaystyle n} = {\displaystyle 10^{-18}\,\mathrm {eV} \!/\!c^{2}} {\displaystyle 10^{27}} Linear polarisierte elektromagnetische Wellen bestehen aus der Überlagerung von rechts und links polarisierten Photonen. The 'mass' in classical physics has lost its absolute nature. Im Gegensatz zu anderen Teilchen erfährt das Photon auch keine Massenänderung durch Wechselwirkung mit Vakuumfluktuationen. E Das Photon (von griechisch φῶς phōs, Genitiv φωτός phōtos „Licht“) ist das Wechselwirkungsteilchen der elektromagnetischen Wechselwirkung. Ein Photon im Überlagerungszustand von Impulsen mehrerer Richtungen bewegt sich auch im Vakuum langsamer als die Lichtgeschwindigkeit (siehe Bessel-Strahl). B. sprach in seiner Nobelpreisrede 1920 noch von „Lichtquanten“. Anschaulich gesprochen sind Photonen das, woraus elektromagnetische Strahlung besteht. [7] Max Planck z. Photonen können auch bei nuklearen Übergängen, Teilchen-Antiteilchen-Vernichtungsreaktionen (Annihilation) oder durch beliebige Fluktuationen in einem elektromagnetischen Feld erzeugt werden. 27 Daher wird gelegentlich auch die Bezeichnung Lichtquant oder Lichtteilchen verwendet. Die Helizität der Photonen einer zirkular polarisierten Welle ist daher eine charakteristische Größe. A The mass equivalent of a photon of frequency One Hertz is 7.375x10^(-31) kg. ? Da das Higgs-Teilchen keine elektrische Ladung trägt, erhält das Photon darüber hinaus – im Gegensatz zu den anderen Eichbosonen der elektroschwachen Wechselwirkung – keine Masse durch den Higgs-Mechanismus. 2 Es stammte wahrscheinlich aus dem Krebsnebel.[13]. m {\displaystyle E} Im Rahmen der Quantenelektrodynamik sind die Photonen die Übermittler der elektromagnetischen Wechselwirkung; die Bewegungsgleichung der Photonen muss demnach den klassischen Maxwell-Gleichungen, gehorchen (in diesem Abschnitt sei nur das Verhalten im Vakuum betrachtet). Zirkular polarisierte E-M-Wellen mit Energie ℏ Ihr zufolge ist Licht ein Strom von „in Raumpunkten lokalisierten Energiequanten, welche sich bewegen, ohne sich zu teilen, und nur als Ganze absorbiert und erzeugt werden können“. bewegt, sofern es in einem Zustand mit wohldefiniertem Impuls ist, also durch eine einzige ebene Welle darzustellen ist. 2 18 According to electromagnetic theory, the rest mass of photon in free space is zero and also photon has non-zero rest mass, as well as wavelength-dependent. Die Dispersionsrelation, d. h. die Abhängigkeit der Kreisfrequenz Während etwa der Elektronenspin parallel oder antiparallel zu einer beliebig vorgegebenen Richtung ist,[14] kann der Photonenspin wegen fehlender Masse nur parallel oder antiparallel zur Flugrichtung, also zu seinem Impuls, orientiert sein. Find out more about how we use your information in our Privacy Policy and Cookie Policy. In der Hochenergiephysik ist dieses Symbol allerdings reserviert für die hochenergetischen Photonen der Gammastrahlung (Gamma-Quanten), und die in diesem Zweig der Physik ebenfalls relevanten Röntgenphotonen erhalten häufig das Symbol X (von X-Strahlen und Englisch: X-ray). 0000020213 00000 n Die heute gültige Theorie der elektromagnetischen Strahlung ist die Quantenelektrodynamik (QED); sie beschreibt auch die Lichtquanten. ω c Der Name war durch verschiedene Autoren schon seit 1916 für eine kleine Energiemenge, die einen photochemischen oder photoelektrischen Effekt auslösen kann, eingeführt worden, wurde aber kaum beachtet. Dieses Modell sah unter anderem fälschlich eine Erhaltung der Photonenzahl vor und wurde allgemein nicht anerkannt. 10 0000028251 00000 n ), ist dies theoretisch dadurch begründet, dass ein Masseterm des Photons die Eichinvarianz der Lagrangedichte im Rahmen der Quantenelektrodynamik verletzen würde. 0000019624 00000 n , wenn es ein Photon der Energie / Albert Einstein stellte dann 1905 in seiner Publikation zum photoelektrischen Effekt die Lichtquantenhypothese auf. {\displaystyle \omega } . . . Die Lagrange-Dichte, die über den Lagrange-Formalismus zu den Maxwell-Gleichungen führt, lautet. Um dieses Gesetz theoretisch erklären zu können, musste Max Planck annehmen, dass die Oberfläche des schwarzen Körpers zu jeder Frequenz nur diskrete, zur Frequenz proportionale Energiemengen mit dem elektromagnetischen Feld austauschen kann. 0000011086 00000 n haben nach den Maxwell-Gleichungen einen Drehimpuls der Größe Daneben gab es auch Indizien für einen Teilchencharakter. {\displaystyle k} {\displaystyle n>1} Photonen gehören selbst zu den Quellen der Gravitation, indem sie mit ihrer Energiedichte die Krümmung der Raumzeit beeinflussen (siehe Energie-Impuls-Tensor in der allgemeinen Relativitätstheorie). 0000002975 00000 n Der Erwartungswert des Drehimpulses längs der Flugrichtung ist dann Null, jedoch ist in einem linear polarisierten Photon mit je 50 % Wahrscheinlichkeit ein links oder ein rechts zirkular polarisiertes Photon zu finden. 0000003634 00000 n Im Folgenden sind für verschiedene Prozesse die Energiebereiche angegeben, in denen sie relevant sind: Zu Wechselwirkung von Photonen mit Photonen: Dieser Artikel behandelt das Teilchen. γ Information about your device and internet connection, including your IP address, Browsing and search activity while using Verizon Media websites and apps. m = Photonen werden auch vom Gravitationsfeld beeinflusst, was erst durch die Allgemeine Relativitätstheorie korrekt beschrieben wird. c ste Teil der Masse des Wasserstoffatoms. dargestellt: Jegliche elektromagnetische Strahlung, von Radiowellen bis zur Gammastrahlung, ist in Photonen gequantelt. Im IR-Bereich werden auch Bolometer eingesetzt. Ein solcher Term ist verboten, da er die Invarianz der Lagrange-Dichte unter den klassischen Eichtransformationen des elektromagnetischen Feldes verletzt. Zum Nachweis von Photonen können unter anderem Photomultiplier, Photoleiter oder Photodioden verwendet werden. Diese elementaren Anregungen in Materie haben üblicherweise keine lineare Dispersionsrelation. Beispiel: Rotes Licht mit 620 nm Wellenlänge hat eine Photonenenergie von ungefähr 2 eV. Durch Vermessung des Erdmagnetfelds kann die Existenz eines solchen Beitrags soweit ausgeschlossen werden, dass die eventuelle Masse des Photons nicht oberhalb, dann würden sich für das Magnetfeld eines rotierenden Dipols Änderungen ergeben, die sich im Fall der Sonne am. We'd have been sandblasted away long ago) Sie werden beim Vorbeiflug an einem schweren Körper von ihrer Bahn doppelt so stark abgelenkt, wie es nach der klassischen Physik für ein mit Lichtgeschwindigkeit bewegtes Teilchen zu erwarten wäre (siehe auch Gravitative Zeitdilatation und Tests der allgemeinen Relativitätstheorie). About the mass of photon, by relativistic theory, now we know mass is a property which tells us the energy of a body.
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