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Frage zum Compton-Effekt
 
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2213YEET22134
Gast





Beitrag 2213YEET22134 Verfasst am: 04. Aug 2018 14:25    Titel: Frage zum Compton-Effekt Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Der Compton-Effekt wird ja hergeleitet mit dem klassischen elastischen stoß,
welcher erklären soll warum die Energie der photonen sich veringert.
Doch die Formel hat abweichungen zum klassischen elastischen Stoß.
In der Formel hängt alles vom Winkel ab und bei niedrigem Winkel bleibt die Energie des Photons nahezu gleich. Beim klassischen elastischen Stoß im Makrokosmos wäre das doch genau andersrum, beim frontalen aufkommen würde die meißter Energie verloren gehen und das Photon ggf. seine gesamte Energie verlieren.

Meine Ideen:
Mir ist klar, dass auf der Quantenebene vieles anders ist als im Makrokosmos und auch die Beschaffenheit des Lichtes anders ist, als ein teilchen. Aber ich weiß nicht warum sich das genau andersrum zum klassischen elastischen Stoß verhält.
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 14140

Beitrag TomS Verfasst am: 04. Aug 2018 14:45    Titel: Re: Frage zum Compton-Effekt Antworten mit Zitat

2213YEET22134 hat Folgendes geschrieben:
Doch die Formel hat abweichungen zum klassischen elastischen Stoß ... Mir ist klar, dass auf der Quantenebene vieles anders ist als im Makrokosmos ...

Das hat nichts mit der Quantenphysik zu tun.

Streng genommen spielen Quanteneffekte bei der Kinematik des Comptoneffektes keine Rolle; der einzige Punkt, an dem Quantenphysik ins Spiel kommt, ist beim Zusammenhang von Energie und Frequenz gemäß



Die Kinenatik lässt sich ausschließlich mittels Energien und Impulsen klassischer Teilchen beschreiben.

Der wesentliche Unterschied zur Newtonschen Mechanik besteht darin, dass das Photon Ruhemasse Null hat. Man betrachte die Energie-Impuls-Beziehung



Während für ein Teilchen gemäß der Newtonschen Mechanik im Grenzfall sehr kleiner Impulse



gilt (der Pfeil deutet an, dass in der Newtonschen Mechanik die Ruheenergieverbrauch nie betrachtet und immer zu Null gesetzt wird)

liegt für das Photon der ultra-relativistische Grenzfall



vor.

Offensichtlich sind beide Näherungen inkompatibel.

Alle Unterschiede zur Kinematik des dir bekannten Stoßes folgen alleine daraus.

_________________
Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
as_string
Moderator


Anmeldungsdatum: 09.12.2005
Beiträge: 5416
Wohnort: Heidelberg

Beitrag as_string Verfasst am: 05. Aug 2018 09:03    Titel: Antworten mit Zitat

Ich glaube, Dein Denkfehler liegt darin, dass Du nicht beachtest, welcher Winkel das ist: der Winkel in der Compton-Formel ist die Ablenkung des Photons. Ein kleiner Winkel bedeutet also geringe Interaktion, vergleichbar mit einem leichten Streifen von Billard-Kugeln etwa, bei der die Kugel, die vor dem Stoß in Ruhe war, nur ganz minimal sich zur Seite bewegt und eben gerade nicht einem frontalen Aufprall.
Bei einem frontalen Aufprall wie das Photon zurück gestreut werden, der Compton-Winkel wäre also 180°

Gruß
Marco
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