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Veränderung der Frequenz von Licht
 
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Langstrumpf
Gast





Beitrag Langstrumpf Verfasst am: 24. Mai 2016 10:40    Titel: Veränderung der Frequenz von Licht Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Hallo smile
mir ist heute etwas eingefallen, was mir Kopfzerbrechen bereitet:
Es gibt ja verschiedene Phänomene, die zur Veränderung der Frequenz des Lichtes führen, wie z.B. Compton und Raman-Effekt. Ich dachte immer, dass Photonen allerdings ganz oder gar nicht absorbiert werden können (das stimmt doch oder?). Allerdings wird bei den oben genannten Effekten doch nur ein Teil der Energie übertragen. Also bei Raman ein höheres Schwingungsniveau angeregt oder? Das bedeutet ja dann, dass das Photonen sehr wohl nur einen Teil der Energie abgeben kann.

Meine Ideen:
Ich habe wirklich keine Ahnung wo mein Denkfehler liegt. Hoffe ihr könnt mir helfen!!

Liebe Grüße
as_string
Moderator


Anmeldungsdatum: 09.12.2005
Beiträge: 5209
Wohnort: Heidelberg

Beitrag as_string Verfasst am: 24. Mai 2016 13:05    Titel: Re: Veränderung der Frequenz von Licht Antworten mit Zitat

Langstrumpf hat Folgendes geschrieben:
Das bedeutet ja dann, dass das Photonen sehr wohl nur einen Teil der Energie abgeben kann.

Und wo steht, dass das nicht möglich sein soll?

Es kann aber auch nicht mehr Energie abgeben, als es hat.

Gruß
Marco

PS: Um das nochmal etwas auszuführen: Wenn Du viele Photonen hast, die alle selbst relativ wenig Energie haben, dann hast Du zwar in der Summe viel Energie (also eine vielleicht hohe Leistung pro Fläche), aber trotzdem existieren einzelne Photonen, die jeweils nur maximal so viel Energie abgeben können, wie sie haben. So tritt dann etwa kein Photoeffekt mehr ein, wenn die Energie zum Auslösen nicht ausreicht.
Aber dem Compton-Effekt ist im Unterschied zum Photoeffekt eben gerade die Tatsache, dass es ein elastischer Stoß ist, der dazu führt, dass nur ein Teil der Photonen-Energie abgegeben wird.
Beim Raman-Effekt ist es eher eine Re-Emission, wenn ich mich recht erinnere. Dann ist es ja quasi ein "neues" Photon. Da es aber kein neu oder alt gibt, ist das auch kein Unterschied zum einfachen Verlieren von Energie vielleicht, keine Ahnung...

Gruß
Marco
Langstrumpf
Gast





Beitrag Langstrumpf Verfasst am: 24. Mai 2016 15:19    Titel: Antworten mit Zitat

Also wenn ich dich richtig verstehe, können Photonen ihre Energie auch nur teilweise abgeben und müssen nicht ganz absorbiert werden oder?

Aber generell ist es doch so, dass Lichtquanten nur dann in der Lage sind ein Atom in den angeregten Zustand zu versetzen, wenn sie exakt die Anregungsenergie besitzen.
Dann könnte ja von allen Atomen nicht nur Licht mit bestimmten Wellenlängen (bzw Energien) absorbiert werden, sondern unabhängig von der Wellenlänge (bzw Energie) jedes Photon...?
Ich hoffe ihr versteht mein Problem Hammer
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 12580

Beitrag TomS Verfasst am: 24. Mai 2016 20:44    Titel: Antworten mit Zitat

Betrachten wir die Comptonstreuung als elementaren Prozess. Ein Elektron absorbiert zunächst ein Photon, propagiert kurzzeitig als "virtuelles" Elektron, d.h. es verletzt die relativistische Energie-Impuls-Beziehung, und emittiert anschließend wieder ein Photon:



Für die Energie-Impuls-Bilanz setze ich p bzw. q für Elektron bzw. Photon:







Daraus folgt der bekannte Zusammenhang zwischen Wellenlängendifferenz und Streuwinkel des Photons.

Zusammenfassend: das Photon wird vollständig absorbiert; dabei ist jede beliebige Photonenergie zulässig.
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