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SG125b Photonen

Elektron

Quantenobjekt

Glossar

Physik für Schülerinnen und Schüler

Ein Photon ist ein Elementarteilchen, das Träger folgender unveränderlicher Eigenschaften ist:

(In h = h/2·π ist h das Planck'sche Wirkungsquant). Es gehört zu den "Austauschteilchen", die u.a. für die elektromagnetische Wechselwirkung verantwortlich sind. Wegen seines ganzzahligen Spins gehört es zu den Bosonen. Bosonen besetzen besonders gern den gleichen Zustand. (vgl. Pauli-Prinzip).

Ein Photon ist ein Quantenteilchen, also ein spezielles Quantenobjekt. Es verhält sich anders als ein klassisches Teilchen. Es besitzt z.B. nicht gleichzeitig Ort und Geschwindigkeit (Impuls) als Eigenschaften. Über Messwerte lassen sich nur dann be-stimmte Aussagen machen, wenn sie gemessen sind. Andernfalls kann man nur Wahrscheinlichkeitsaussagen über das Eintreten von be-stimmten Messwerten machen.

Wie bei allen Quantenobjekten gibt es auch Zustände mit zwei "verschränkten" Teilchen (hier: Photonenzwillinge oder Biphotonen oder Diphotonen) oder andere Vielteilchenzustände. Misst man bei einem Photonenzwilling die Teilchenzahl, erhält man 2. Aber ein Photonenzwilling besitzt (wie andere Vielteilchenzustände) ohne "Zerlegung" durch eine Messung keine Photonen mit individuellen Eigenschaften. Man könnte auch sagen, es besteht nicht aus zwei individuellen Photonen.

Die Existenz von Photonen wurde u.a. durch den Fotoeffekt nahegelegt. Ein eindeutiger Nachweis seiner Existenz erfolgt im GRA-Versuch.

Früher war es üblich, eine "bewegte" oder "relativistische" Masse zu definieren durch m = E/c2 . Diese ist vom Bezugssystem abhängig und größer als 0. Das ist auch für ein Photon möglich.

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( Juni 2014 )