In der Anfangsphase der Quantenphysik, genauer gesagt bis 1925, ging man von der Vorstellung aus, ein Quantenobjekt wie z.B. ein Photon oder ein Elektron sei je nach Situation als Teilchen oder als Welle zu beschreiben. 1925/26 formulierte dann Erwin Schrödinger die Wellenmechanik ("erste Quantisierung"), die beim Elektron eine einheitliche Beschreibung der Wellen- und Teilcheneigenschaften erlaubt. Zentrales Element von Schrödingers Wellenmechanik ist die Wellenfunktion, die der Schrödinger-Gleichung gehorcht. Die Schrödingergleichung kann man z.B. für das Elektron in einem Wasserstoffatom lösen, dabei kommt dann eine 1s-Wellenfunktion heraus, die in einem bestimmten Bereich um den Atomkern herum lokalisiert ist - das ist gerade die "Wolke", von der du gesprochen hast. Diesen Bereich, in dem die 1s-Wellenfunktion lokalisiert ist, nennt man auch 1s-Orbital.seeadler hat geschrieben:Agent Scullie hat geschrieben:Betrachten wir für's erste ein Photon im Vakuum. Dieses ist ein Anregungzustand des freien elektromagnetischen Strahlungsfeldes.
Ich muss zugeben, deine Folgeerklärung nicht wirklich vollumfänglich verstanden zu haben. Zumal wir ja hier nach wie vor das Problem von "Welle" und "Teilchen" haben, und ein und das selbste "Objekt" : Das Photon entweder als Welle oder als Teilchen erklärt werden kann. Und dies spätestens, wenn du hier mit den drei Dimensionen des Raumes kommst. Es erinnert mich jetzt auch an den Darstellungsversuch von Elektronen - wie ich es früher mal gelesen habe (Doppelspalt & co) - die man ebenso auch durchaus als Welle verstehen kann. Bzw. ist sogar die Rede von einer Wolke, die den Atomkern umgeben soll = genannt Elektron
Die Wellenfunktion beschreibt, obwohl sie Wellenfunktion heißt, wohlgemerkt nicht nur die Welleneigenschaften des Elektrons, sondern auch seine Teilcheneigenschaften. Sie vereinheitlicht also die Wellen- und Teilchenaspekte, so dass eine getrennte Betrachtung durch ein Wellen- und ein Teilchenmodell nicht mehr erforderlich ist. Sie lässt sie aber nicht sogleich auf Photonen übertragen, da Photonen sehr leicht erzeugt und vernichtet werden können, was durch die Schrödingersche Wellenmechanik nicht erfasst werden kann. Dazu ist der Schritt zur Quantenfeldtheorie ("zweite Quantisierung") erforderlich. In dieser werden Teilchen wie Elektronen und Photonen auf zugrundeliegende Felder zurückgeführt: das Elektron (und Positron) auf ein Elektronenfeld, beschrieben durch die Dirac-Gleichung, das Photon auf das elektromagnetische Feld. Aber wie schon die Schrödingersche Wellenmechanik bietet auch die Quantenfeldtheorie ein einheitliche Beschreibung der Wellen- und Teilcheneigenschaften, auch da wird somit kein getrenntes Wellen- und Teilchenmodell mehr benötigt.
Man kann das elektromagnetische Feld als eine Art Medium ansehen. So wie sich z.B. bei einer Schallwelle in einem materiellen Medium wie etwa der Luft die Positionen der Atome des Mediums periodisch ändern, ändern sich bei einer elektromagnetischen Welle periodisch die Werte der elektrischen und magnetischen Feldstärke. Bis zur Aufstellung der SRT ging man allgemein davon aus, dass elektromagnetische Wellen ganz ähnlich wie Schallwellen ein materielles Trägermedium benötigen würden, dieses Trägermedium nannte man "Äther". Charakteristisch an der Äthervorstellung war, dass der Äther ein bevorzugtes Bezugssystem auszeichen sollte, da es möglich sein sollte feststzustellen, ob sich ein Beobachter relativ zum Äther bewegt, so man auch feststellen kann, ob man sich relativ zur Luft bewegt.seeadler hat geschrieben:Offensichtlich spricht du hier von einem Feld als "Medium", oder anders herum, ein elektromagnetisches Feld beinhaltet ein Medium. Denn ich wüsste jetzt nicht, dass man ein "absolutes Vakuum" anregen könnte.
Anders als ein solcher Äther zeichnet das elektromagnetische Feld aber eben kein Bezugssystem aus. Es ist nicht definiert, ob man sich relativ zum elektromagnetischen Feld bewegt oder nicht. Die moderne Theorie der Elektrodynamik verstößt daher anders als Äthertheorien nicht gegen das Relativitätsprinzip. Insofern ist das elektromagnetische Feld zwar in dem Sinne ein Medium, dass sich die elektrische und magnetische Feldstärke ändern können und dadurch eine Wellenformation möglich ist, jedoch nicht in dem Sinne, dass es ein Bezugssystem auszeichnen würde.
Das würde voraussetzen, dass es eine absolute Gleichzeitigkeit gibt. Und da aus der SRT folgt, dass die Gleichzeitigkeit vom Bezugssystem abhängt, würde das ein bevorzugtes Bezugssystem auszeichnen, ähnlich wie in Äthertheorien.seeadler hat geschrieben:Meine Gedanke ist deshalb der: Der Raum selbst ist nur im allerersten Augenblick absolut leer, bevor er sich mit was auch immer mittels Energie füllen kann. Und das, was sich darin, in einem absoluten Vakuum ausdehnen kann, hat überhaupt keine Geschwindigkeitsbegrenzung, sondern erfüllt spontan den gesamten Raum - egal wie groß dieser grundsätzliche vorgegebene Raum ist.
Vom Konzept her ähnelt das der Lorentzschen Äthertheorie: a priori würde die Naturgesetze zwar Geschwindigkeiten > c erlauben, a posteriori führt die Wechselwirkung eines Körpers mit dem Äther jedoch dazu, dass sich der Körper relativ zum Äther nur mit Geschwindigkeiten < c bewegen kann.seeadler hat geschrieben:Und erst ab dem Moment, wo sich dieser Raum mit Energie gefüllt hat, kann sich alles andere, was nachfolgt nur in dieser Form ausbreiten, wie wir es heute sehen und beobachten können. Und nur deshalb gibt es auch die Geschwindigkeitsbegrenzung c, weil die "Energiedichte" des grundsätzlichen Raumes eine größere Geschwindigkeit nicht zulässt.
Hier findest du zwei Beispiele für Moden des elektromagnetischen Strahlungsfeldes erwähnt: einmal eine Mode mit einer Wellenlänge von 671 nm im Bereich des sichtbaren Lichts, und einmal eine mit einer Photonenenergie von 18 eV im Röntgenbereich.seeadler hat geschrieben:Agent Scullie hat geschrieben:E_i = h ν_n (i + 1/2)
mit i = 0,1,2,3,..., also die Werte 1/2 h ν_n, 3/2 h ν_n, 5/2 h ν_n, ... Die Energie kann sich entsprechend nur in Portionen h ν_n ändern. ν_n ist die zur jeweiligen Mode gehörende Frequenz und hängt mit der Wellenlänge λ über ν_n = c/λ zusammen, so dass ν_n = n c / (2L) gilt. Ebenso wie die Energie kann sich auch nur die Amplitude einer Mode nur in diskreten Stufen ändern, es gibt also einen Grundzustand i = 0, mit minimaler Energie und minimaler Amplitude, einen ersten angeregten Zustand i = 1 mit etwas höherer Energie und etwas höherer Amplitude, einen zweiten angeregten Zustand i = 2, mit noch etwas höherer Energie und noch etwas höherer Amplitude, usw. Der "Anregungsgrad" i entspricht nun der Anzahl der Photonen für die jeweiligen Mode. Im Grundtzustand i = 0 sind keine Photonen der betreffenden Mode vorhanden, im Zustand i = 1 ist es ein Photon, im Zustand i = 2 sind es zwei Photonen usw.
ich habe diesbezüglich interessanten Dialog dazu gefunden : http://www.drillingsraum.de/room-forum/ ... p?tid=2277
Warum sollte es keine Anregung von 2s nach 2p geben? Dies sind doch gerade die sog. D1 und D2 Linien der Alkalimetalle -- besonders starker Übergang, der in "zwei" Linien aufgespallten wird, nämlich und . (prinzipiell gibt es natürlich mehr als nur zwei Linien, wegen der Hyperfeinaufspaltung). Dies Übergangsenergie liegen bei allen Alkalimetallen jedoch im sichtbaren (Lithium bei 671 nm -- rotes Licht), während die 18eV im extremen UV liegen (es sind schon "schwache Röntgenstrahlen").