Abbremsung eines Elektrons ruckhaft?

Baldr · Anmeldungsdatum: 17.01.2025 Beiträge: 1

Meine Frage:
Damit Bremsstrahlung entsteht werden Elektronen einer bestimmten kinetischen Energie in einem Atom beispielsweise abgebremst. Dabei geben sie ihre kinetische Energie in Form eines Photons ab (manchmal behalten sie dabei kinetische Energie). Was mich verwirrt ist, der zeitliche Verlauf der Geschwindigkeit der Elektronen bei der Abbremsung. Diese kann zwar sehr sehr schnell passieren, aber muss doch mit einer endlichen Änderungsrate passieren. Die Energiedifferenz der Abbremsung wird in Form eines Photons mit einer bestimmten Energie abegegeben. Wie kann das Elektron instantan einen bestimmten Wert an kinetischer Energie abgeben und dennoch in einem kontinuierlichen, also nicht ruckhaften, Verlauf abgebremst werden?

Meine Ideen:
Meine erste Idee wäre, dass irgendwie Energie während der Abbremsung in einem Feld zwischengespeichert wird, bevor sie sich dann als Photon manifestiert.

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 21442

Siehe https://en.wikipedia.org/wiki/Bremsstrahlung

Man muss verschiedene Prozesse unterscheiden: Bremsstrahlung eines Teilchens (z.B. eines Elektrons),
i) an einem anderen Teilchen (z.B. an einem Atomkern = Nukleus), oder
ii) in einem äußeren elektromagnetischen Feld, z.B. in einem Ringbeschleuniger.

Die Mathematik ist jedenfalls durchaus kompliziert.

In der klassischen Betrachtungsweisel werden elektromagnetische Wellen kontinuierlich emittiert.

Im Falle der Quantenelektrodynamik wird das in einzelne 2-Teilchen-Prozesse zerlegt, z.B.

und die Beiträge vieler derartiger Prozesse aufsummiert.

Auch dazu muss man wieder (i) und (ii) unterscheiden. Anbei die Feynman-Diagramme, wobei im Falle von (ii) das von unten einlaufende Photon das externe elektromagnetische Feld repräsentiert.

Bitte stelle dir da keine tatsächlichen Teilchen vor! Feynman-Diagramme stellen nicht dar, was tatsächlich geschieht, sondern dienen als Buchhaltung und Rechenanweisungen für einen abstrakten Formalismus, in dem gar keine Teilchen vorkommen. In beiden Fällen ist jeweils ein zweites Diagramm zu berücksichtigen, in dem die Reihenfolge der ein - und auslaufenden Photonen an der Elektronenlinie vertauscht ist (sowie prinzipiell unendlich viele weitere Diagramme, die kleine Korrekturen liefern).

willyengland · Anmeldungsdatum: 01.05.2016 Beiträge: 869

Interessante Frage.
Spontan hätte ich gesagt, ja, die Geschwindigkeit ändert sich auch in Sprüngen, allerdings nicht "instantan", sondern in einer endlichen Zeit.

Toms Antwort habe ich nicht verstanden.

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 21442