Wie "lang" ist ein Photon

LeuchtGnu · Anmeldungsdatum: 23.10.2009 Beiträge: 24

Hallo!
Habe mal eine evtl dämliche Frage:

Wieviele Wellenlängen einer elektromagnetischen Welle bilden ein Photon, also ein Energiebündel?

Gruß gnu

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Das kommt ganz darauf an, "wie breit das Energiebündel ist".

Ein Photon ist ein Wellenpaket. Da stecken also viele unterschiedliche Frequenzen drin. Je mehr verschiedene Frequenzen drinstecken, um so kürzer ist das Wellenpaket. Und je weniger verschiedene Frequenzen drinstecken, um so länger ist das Wellenpaket.

Da steckt die Heisenbergsche Unschärferelation dahinter, und zwar in der Form

Zum Beispiel kann man sehr kurze Pulse erzeugen, die nur wenige Mikrometer lang sind oder weniger (das sind Femtosekundenpulse oder sogar Attosekundenpulse). Die Photonen darin sind nur wenige Wellenlängen lang oder sogar nur einen Bruchteil ihrer Wellenlänge. (Dabei beziehe ich mich auf die mittlere Wellenlänge in solchen Wellenpaketen.)

Und zum Beispiel kann man Licht mit sehr schmaler Energiebreite erzeugen, zum Beispiel mit Lasern, die auf 1 Hz oder genauer stabilisiert sind. Die Photonen in so erzeugtem Licht haben also eine Länge von hunderttausenden von Kilometern, oder hunderten Milliarden Wellenlängen.

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 21442

In der QFT ist das Photon eine ebene Welle und damit unendlich lang