Kapitel 2
Seltsame Quantenwelt

2  Licht besteht aus Teilchen

Zusammenfassung des Buchkapitels:

In Kapitel 1.3 hatten wir den Photoeffekt kennengelernt: Licht kann einzelne Elektronen aus einer Alkalimetalloberfläche herausschlagen. Je kürzer die Lichtwellenlänge dabei ist, umso mehr Schlagkraft hat es dabei. Das kann man mit Licht als elektromagnetischer Welle nicht erklären. Wenn aber Licht ein Strom kleiner Lichtteilchen (Photonen) ist, so gelingt die Erklärung. Dabei gilt:

  1. Je heller das Licht ist, umso mehr Photonen sind vorhanden.

  2. Je kürzer die Lichtwellenlänge ist, umso mehr Energie und Impuls haben die einzelnen Photonen.



Die Energie eines Photons nimmt proportional zur Lichtfrequenz zu (also umgekehrt proportional zur Lichtwellenlänge).
Rotes Licht ist niederfrequent (langwellig), blau-violettes Licht dagegen hochfrequent (kurzwellig).

Tatsächlich kann man beispielsweise mit einem Photomultiplier direkt zeigen, dass Licht wirklich aus Teilchen besteht. Es sind etwa 5 bis 6 Photonen notwendig, um eine Nervenzelle auf unserer Netzhaut zu aktivieren. Jedes hinreichend empfindliche Instrument zeigt, dass Licht aus Teilchen besteht!

Aber wie verträgt sich das mit der Wellennatur des Lichtes, die sich beispielsweise in Interferenzexperimenten zeigt? Wie bei den Elektronen in der Atomhülle liegt auch beim Licht die Lösung darin, dass Newtons Bewegungsgesetze für Elektronen und Licht im Kleinen nicht mehr gelten.



Zusatzinformationen:

Zur Empfindlichkeit des Auges habe ich folgende Quellen gefunden:



Literatur:


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last modified on 23 November 2010