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[quote="efiscni"][b]Meine Frage:[/b] Photonen werden bei Übergängen von unterschiedlichen Energiezuständen von Atomen emittiert. Wie lange dauert es, bis so ein Lichtquant entsteht? Vergeht überhaupt Zeit oder entsteht es von einem zum anderen Moment? [b]Meine Ideen:[/b] Da es keine Ruhemasse hat, würde ich vermuten, dass es von einem zum anderen Moment entsteht und sich sofort mit Lichtgeschwindigkeit in eine Richtung bewegt, in die es zufällig emittiert wurde.[/quote]
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<table border="0" cellpadding="3" cellspacing="1" width="100%" class="forumline"> <tr> <th class="thCornerL" width="22%" height="26">Autor</th> <th class="thCornerR">Nachricht</th> </tr> <tr> <td width="22%" align="left" valign="top" class="row1"><span class="name"><a name=""></a><b>as_string</b></span></td> <td class="row1" height="28" valign="top"><table width="95%" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0"> <tr> <td width="95%"><img src="templates/subSilver/images/icon_minipost.gif" width="12" height="9" alt="Beitrag" title="Beitrag" border="0" /><span class="postdetails">Verfasst am: 26. März 2014 22:15<span class="gen"> </span> Titel: </span></td> </tr> <tr> <td colspan="2"><hr /></td> </tr> <tr> <td colspan="2"><span class="postbody">Hallo! <br /> <br /></span><table width="90%" cellspacing="1" cellpadding="3" border="0" align="center"><tr> <td><span class="genmed"><b>efiscni hat Folgendes geschrieben:</b></span></td> </tr> <tr> <td class="quote">Die Aberration hängt aber nicht von der Bewegung der Lichtquelle ab, sondern nur von der Bewegung des Empfängers.</td> </tr></table><span class="postbody"> <br />Das kann man so nicht stehen lassen. <br />Die Aberration tritt auf, wenn man das Bezugssystem wechselt und die Bewegungsrichtung (Impulsrichtung) ein und desselbe Teilchens (z. B. Photon) sowohl im einen wie auch im anderen betrachtet. <br />Aberration sagt nun, dass sich die Richtung auch für masselose Teilchen, die sich dann mit Lichtgeschwindigkeit bewegen, verändert, je nach Bezugssystem. <br />Wenn die Lichtquelle (z. B. ein Laser) Photonen in eine bestimmte Richtung (im Ruhesystem der Lichtquelle gesehen) abgibt, dann breiten sie sich in einem anderen Bezugssystem immer noch mit c aus, aber nicht in die selbe Richtung wie im Ruhesystem der Lichtquelle. <br /> <br />Dementsprechend bewegen sich natürlich Photonen in einem Spiegel-Resonator, die sich im Spiegel-Ruhesystem genau senkrecht zu den Spiegeloberflächen bewegen, in einem anderen Bezugssystem entsprechend mit den Spiegeln mit. Nur durch Wechsel des Bezugssystems ändert sich ja nicht der grundlegende physikalische Ablauf. Das Photon wird in allen Bezugssystemen immer an den selben Spiegel-Stellen reflektiert werden, wenn auch zu ganz unterschiedlichen Zeitpunkten wie auch Orten. Es sind ja auch unterschiedliche Koordinatensysteme... <br /> <br />Gruß <br />Marco</span></td> </tr> </table></td> </tr> <tr> <td colspan="2" height="1" class="spaceRow"><img src="templates/subSilver/images/spacer.gif" alt="" width="1" height="1" /></td> </tr> <tr> <td width="22%" align="left" valign="top" class="row2"><span class="name"><a name=""></a><b>bassiks</b></span></td> <td class="row2" height="28" valign="top"><table width="95%" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0"> <tr> <td width="95%"><img src="templates/subSilver/images/icon_minipost.gif" width="12" height="9" alt="Beitrag" title="Beitrag" border="0" /><span class="postdetails">Verfasst am: 26. März 2014 19:52<span class="gen"> </span> Titel: </span></td> </tr> <tr> <td colspan="2"><hr /></td> </tr> <tr> <td colspan="2"><span class="postbody">Du hast das was ich geschrieben habe nicht verstanden. Wenn der Winkel 90° im RUHESYSTEM der Spiegel ist, dann wird das Photon einfach gerade hin und her fliegen.</span></td> </tr> </table></td> </tr> <tr> <td colspan="2" height="1" class="spaceRow"><img src="templates/subSilver/images/spacer.gif" alt="" width="1" height="1" /></td> </tr> <tr> <td width="22%" align="left" valign="top" class="row1"><span class="name"><a name=""></a><b>efiscni</b></span></td> <td class="row1" height="28" valign="top"><table width="95%" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0"> <tr> <td width="95%"><img src="templates/subSilver/images/icon_minipost.gif" width="12" height="9" alt="Beitrag" title="Beitrag" border="0" /><span class="postdetails">Verfasst am: 26. März 2014 19:29<span class="gen"> </span> Titel: </span></td> </tr> <tr> <td colspan="2"><hr /></td> </tr> <tr> <td colspan="2"><span class="postbody">Erst einmal vielen Dank für die Antworten. <br /> <br />Die Aberration hängt aber nicht von der Bewegung der Lichtquelle ab, sondern nur von der Bewegung des Empfängers. Hierzu nun folgende Überlegung: Was würde passieren, wenn man ein Lichtquant in exakt 90 Grad zwischen zwei perfekte (100% Reflexion, absolut eben, absolut parallel) Spiegel hin und her laufen lässt? <br /> <br />Da die Bewegung der Lichtquelle keinen Einfluss auf die Bewegungsrichtung und Geschwindigkeit des Photons hat, würde ich vermuten, dass das Photon die beiden Spiegel sehr schnell über einen der Ränder verlassen müsste. Die Versuchsapparatur also die Lichtquelle (in diesem Falle am besten ein Laser wegen der 90 Grad) und die beiden Spiegel bewegen sich ja in irgendeine Richtung mit irgendeiner Geschwindigkeit, während das Photon nur in seine Richtung und c als Geschwindigkeit kennt. <br /> <br />Gruß, <br />Nils</span></td> </tr> </table></td> </tr> <tr> <td colspan="2" height="1" class="spaceRow"><img src="templates/subSilver/images/spacer.gif" alt="" width="1" height="1" /></td> </tr> <tr> <td width="22%" align="left" valign="top" class="row2"><span class="name"><a name=""></a><b>bassiks</b></span></td> <td class="row2" height="28" valign="top"><table width="95%" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0"> <tr> <td width="95%"><img src="templates/subSilver/images/icon_minipost.gif" width="12" height="9" alt="Beitrag" title="Beitrag" border="0" /><span class="postdetails">Verfasst am: 26. März 2014 14:56<span class="gen"> </span> Titel: </span></td> </tr> <tr> <td colspan="2"><hr /></td> </tr> <tr> <td colspan="2"><span class="postbody"></span><table width="90%" cellspacing="1" cellpadding="3" border="0" align="center"><tr> <td><span class="genmed"><b>Zitat:</b></span></td> </tr> <tr> <td class="quote">Es wird doch immer behauptet, dass ein Lichtstrahl, der senkrecht zur Flugrichtung eines Raumschiffs ausgesendet wird, sich auch zusätzlich in die Flugrichtung des Raumschiffs mit dessen Geschwindigkeit bewegt. Es würde sich in dem Fall also wie übliche Materie verhalten, z.B. wie eine Gewehrkugel. Das erscheint mir nicht logisch. </td> </tr></table><span class="postbody"> <br /> <br />Warum nicht? Das Raumschiff kann von sich behaupten es ist in Ruhe. Ein Photon welches entlang der y-Achse "abgefeuert" wird, wird auch immer entlang dieser Fliegen aus Sicht des Raumschiffs. Für den außen stehenden Beobachter der relativ zum Ruhesystem des Raumschiffs bewegt ist, erhält man natürlich einen anderen Winkel (also keine 90°). Das Stichwort hierzu lautet Aberration. <br /> <br />EDIT: <br /> <br /></span><table width="90%" cellspacing="1" cellpadding="3" border="0" align="center"><tr> <td><span class="genmed"><b>Zitat:</b></span></td> </tr> <tr> <td class="quote">Ich möchte auf folgende Frage hinaus: Wie kann es dann sein, dass ein Lichtquant die Geschwindigkeit und Richtung seines emittierenden Atoms mitbekommt? In dem Moment der Entstehung steht die Zeit ja still und daher bewegt sich das Atom auch nicht. </td> </tr></table><span class="postbody"> <br /> <br />Dennoch hat das Atom zum ZeitPUNKT t die Geschwindigkeit v(t) und damit den Impuls p(t). Dieser muss erhalten bleiben. Da sich Photonen immer mit c bewegen führt dies zu einer Frequenzverschiebung (Dopplereffekt). Die Richtung des Photons wird im Fall von spontaner Emission jedoch nicht von der Bewegung des Atoms beeinflusst und ist Zufällig. Dies nutzt man zum Beispiel zum Dopplerkühlen aus. <br /> <br />Zusammenfassend: Die Bewegung eines Atoms bei spontaner Emission führt zwar zu einer Frequenzverschiebung je nach Richtung in welcher das Photon emittiert wird, jedoch ist die Richtung zufällig. Die Warnehmung des Winkels in welchen ein Photon emittiert wurde hängt allerdings vom Bewegungszustand des Beobachters relativ zum Ruhesystem des Atoms ab (Siehe Aberration).</span></td> </tr> </table></td> </tr> <tr> <td colspan="2" height="1" class="spaceRow"><img src="templates/subSilver/images/spacer.gif" alt="" width="1" height="1" /></td> </tr> <tr> <td width="22%" align="left" valign="top" class="row1"><span class="name"><a name=""></a><b>efiscni</b></span></td> <td class="row1" height="28" valign="top"><table width="95%" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0"> <tr> <td width="95%"><img src="templates/subSilver/images/icon_minipost.gif" width="12" height="9" alt="Beitrag" title="Beitrag" border="0" /><span class="postdetails">Verfasst am: 26. März 2014 14:23<span class="gen"> </span> Titel: </span></td> </tr> <tr> <td colspan="2"><hr /></td> </tr> <tr> <td colspan="2"><span class="postbody">Die Frage ist, wo befindet sich das Photon nach einer bestimmten Zeit? <br />Ist es auf Höhe des Raumschiffs oder ist es auf der gleichen Höhe wie zum Zeitpunkt der Emission? <br /> <br />Gruß, <br />Nils</span></td> </tr> </table></td> </tr> <tr> <td colspan="2" height="1" class="spaceRow"><img src="templates/subSilver/images/spacer.gif" alt="" width="1" height="1" /></td> </tr> <tr> <td width="22%" align="left" valign="top" class="row2"><span class="name"><a name=""></a><b>Uriezzo</b></span></td> <td class="row2" height="28" valign="top"><table width="95%" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0"> <tr> <td width="95%"><img src="templates/subSilver/images/icon_minipost.gif" width="12" height="9" alt="Beitrag" title="Beitrag" border="0" /><span class="postdetails">Verfasst am: 26. März 2014 14:04<span class="gen"> </span> Titel: </span></td> </tr> <tr> <td colspan="2"><hr /></td> </tr> <tr> <td colspan="2"><span class="postbody">Mir ist nicht ganz klar, worauf Du hinaus willst, aber das emittierte Photon muss die Geschwindigkeit des emittierenden Atoms ja nicht mitbekommen, zumal diese Geschwindigkeit ja ohnehin relativ ist, je nach dem von wo ich das Atom beobachte: Das Photon bewegt sich immer mit Lichtgeschwindigkeit und zwar relativ zu jedem denkbaren Bezugssystem und zeigt daher auch kein "mitfliegendes" Verhalten. Lediglich die Frequenz des Photons zeigt eine Abhängigkeit (Dopplereffekt).</span></td> </tr> </table></td> </tr> <tr> <td colspan="2" height="1" class="spaceRow"><img src="templates/subSilver/images/spacer.gif" alt="" width="1" height="1" /></td> </tr> <tr> <td width="22%" align="left" valign="top" class="row1"><span class="name"><a name=""></a><b>efiscni</b></span></td> <td class="row1" height="28" valign="top"><table width="95%" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0"> <tr> <td width="95%"><img src="templates/subSilver/images/icon_minipost.gif" width="12" height="9" alt="Beitrag" title="Beitrag" border="0" /><span class="postdetails">Verfasst am: 26. März 2014 13:28<span class="gen"> </span> Titel: </span></td> </tr> <tr> <td colspan="2"><hr /></td> </tr> <tr> <td colspan="2"><span class="postbody">Hallo Uriezzo, <br /> <br />vielen Dank für die Antwort. <br /> <br />Ein Lichtquant entsteht also spontan, ohne dass Zeit vergeht. In einem Moment existierte es noch nicht und im nächsten Moment bewegt es sich mit Lichtgeschwindigkeit in eine beliebige Richtung mit einem unveränderlichen und zur Flugrichtung parallelen bzw. antiparallelen Spin. <br /> <br />Ich möchte auf folgende Frage hinaus: Wie kann es dann sein, dass ein Lichtquant die Geschwindigkeit und Richtung seines emittierenden Atoms mitbekommt? In dem Moment der Entstehung steht die Zeit ja still und daher bewegt sich das Atom auch nicht. <br /> <br />Es wird doch immer behauptet, dass ein Lichtstrahl, der senkrecht zur Flugrichtung eines Raumschiffs ausgesendet wird, sich auch zusätzlich in die Flugrichtung des Raumschiffs mit dessen Geschwindigkeit bewegt. Es würde sich in dem Fall also wie übliche Materie verhalten, z.B. wie eine Gewehrkugel. Das erscheint mir nicht logisch. <br /> <br />In welchem Versuch wurde dieses „mitfliegende“ Verhalten eines Photons schon einmal tatsächlich nachgewiesen? <br /> <br />Gruß, <br />Nils</span></td> </tr> </table></td> </tr> <tr> <td colspan="2" height="1" class="spaceRow"><img src="templates/subSilver/images/spacer.gif" alt="" width="1" height="1" /></td> </tr> <tr> <td width="22%" align="left" valign="top" class="row2"><span class="name"><a name=""></a><b>Uriezzo</b></span></td> <td class="row2" height="28" valign="top"><table width="95%" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0"> <tr> <td width="95%"><img src="templates/subSilver/images/icon_minipost.gif" width="12" height="9" alt="Beitrag" title="Beitrag" border="0" /><span class="postdetails">Verfasst am: 26. März 2014 09:17<span class="gen"> </span> Titel: </span></td> </tr> <tr> <td colspan="2"><hr /></td> </tr> <tr> <td colspan="2"><span class="postbody">Ein Energiezustand in einem Atom hat immer eine mittlere Lebensdauer (falls es sich um einen stabilen Zustand handelt, ist die Lebensdauer eben unendlich) und gehorcht einem exponentiellen Zerfallsgesetz. <br />Die Übergangswahrscheinlichkeit T ist dabei in erster Ordnung durch Fermis Goldene Regel gegeben (für Erläuterung der Größen einfach mal googeln): <br /> <br /><img class="latex2png" src="https://www.matheboard.de/latex2png/latex2png.php?T_{i\rightarrow f} = \frac{2\pi}{\hbar}|\left< f | H |i \right> |^2 \rho"> <br /> <br />Das bedeutet: <br />Ein Elektron im Atom, das sich in einem angeregten Zustand befindet, fällt nicht sofort zurück auf den Ursprungszustand unter Emission eines Photons, sondern verharrt eine Weile in diesem angeregten Zustand. Den genauen Zeitpunkt, wann es zurückfällt und das Photon emittiert wird, kann man nicht bestimmen. Man kann lediglich eine Wahrscheinlichkeitsaussage treffen. <br />Allerdings bedeutet das nicht, dass während dieser Zeit "langsam ein Photon entsteht". <br />Wie der Zerfall genau stattfindet, lässt sich nämlich nicht beobachten (es sei denn er geht über Zwischenzustände und es werden mehrere Photonen emittiert). Die "Geburt" eines Photons entzieht sich damit sozusagen unserer Kenntnis. Ein Photon ist ein Quantenobjekt und wie alle Quantenobjekte lassen sie sich nicht beobachten, ohne mit ihnen zu wechselwirken und sie so zu manipulieren. Und besonders für ein Photon gilt einfach gesagt: Um es zu beobachten, muss ich es detektieren. Um es detektieren zu können, muss es aber schon da sein. Die Physiker nehmen also an, dass es mehr oder weniger spontan entsteht in dem Moment, in dem das Atom zerfällt. Ich hoffe, das beantwortet Deine Frage.</span></td> </tr> </table></td> </tr> <tr> <td colspan="2" height="1" class="spaceRow"><img src="templates/subSilver/images/spacer.gif" alt="" width="1" height="1" /></td> </tr> <tr> <td width="22%" align="left" valign="top" class="row1"><span class="name"><a name=""></a><b>efiscni</b></span></td> <td class="row1" height="28" valign="top"><table width="95%" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0"> <tr> <td width="95%"><img src="templates/subSilver/images/icon_minipost.gif" width="12" height="9" alt="Beitrag" title="Beitrag" border="0" /><span class="postdetails">Verfasst am: 25. März 2014 22:59<span class="gen"> </span> Titel: Wie lange dauert es, bis ein Photon entsteht?</span></td> </tr> <tr> <td colspan="2"><hr /></td> </tr> <tr> <td colspan="2"><span class="postbody"><span style="font-weight: bold">Meine Frage:</span><br />Photonen werden bei Übergängen von unterschiedlichen Energiezuständen von Atomen emittiert. Wie lange dauert es, bis so ein Lichtquant entsteht? Vergeht überhaupt Zeit oder entsteht es von einem zum anderen Moment?<br /><br /><span style="font-weight: bold">Meine Ideen:</span><br />Da es keine Ruhemasse hat, würde ich vermuten, dass es von einem zum anderen Moment entsteht und sich sofort mit Lichtgeschwindigkeit in eine Richtung bewegt, in die es zufällig emittiert wurde.</span></td> </tr> </table></td> </tr> <tr> <td colspan="2" height="1" class="spaceRow"><img src="templates/subSilver/images/spacer.gif" alt="" width="1" height="1" /></td> </tr> </table>
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