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Photon

Physik

Basiswissen


Seit den späten 1920er Jahren steht das Wort Photon für ein Lichtquant[10]. Die Endung 'on' deutet auf den Teilchencharakter des Lichts hin. Doch wird ein Photon stets als Teilchen mit stark wellenartigem Verhalten gedeutet. Das ist hier kurz vorgestellt.

Photon als Wort


Neutron, Elektron, Proton, Bayrion, Tachyon und so weiter: die Endung on verweist oft auf Objekte, die man als Teilchen betrachten möchte. So kann man Photo wörtlich übersetzen als Licht als Teilchen ↗

Was ist ein Teilchen an sich?



Photonen geben Lichtblitze



Anregung von Atomen mit Photonen



Der Impuls von Photonen



Der Photoeffekt



Entweder oder


In der klassischen Welt kann eine Sache nicht gleichzeitig ein Teilchen und eine Welle sein. Ein Teilchen ist immer auf engem Raum lokalisiert. Seine Masse und Energie sind immer an einer klar definierbaren Stelle. Bei einer Welle verteilt sich die Energie auf einen großen Raum oder eine große Fläche. Photonen zeigen Effekte von beiden Vorstellungen. Mehr dazu unter Welle-Teilchen-Dualismus ↗

Fakten zu Photonen



Kann man ein einzelnes Photon sehen?


Die Stäbchenzellen der menschlichen Netzhaut registrieren einzelne Photonen und machen daraus ein elektrisches Signal. Eine bewusste Wahrnehmung aber erfolgt erst dann, wenn innerhalb von 100 Millisekunden (eine Zehntel Sekunde) etwa 5 bis 9 solcher Signale erfolgen. Das entscheidende Experiment dazu wurde im Jahr 1942 gemacht[3]. Damit kann man sagen: Stäbchenzellen registrieren einzelne Photone, aber für ein bewusstes Sehen braucht es mehrere solcher Ereignisse[1]. Siehe auch Stäbchen [Nachtsehen] ↗

Welche Farbe hat ein Photon?


In welcher Farbe ein Photon erscheint hängt eindeutig von seiner Frequenz ab. Wenn ein Photon etwa vom Vakuum in ein Medium wie Wasser wechselt, wird seine Wellenlänge sehr viel kleiner, aber die Frequenz und auch die von uns wahrgenommene Farbe des Photons bleiben gleich. Siehe dazu auch Farbwahrnehmung ↗

Fußnoten