Was genau ist mit einer Aussage wie "in einer bestimmten Region gibt es etwa 400 Photonen pro Kubikzentimeter" gemeint? Sollte ich mir dies als 400 diskrete Photonen vorstellen, die in diesem Volumen eingeschlossen sind und sich in diesem Medium mit Lichtgeschwindigkeit bewegen (unabhängig voneinander)? Auch mit einem Photon sollte ich nicht so etwas wie ein Teilchen (an einem Punkt lokalisiert) meinen, sondern ein sich änderndes elektrisches und magnetisches Feld in Phase, das sich über genau eine volle Wellenlänge ausbreitet. Wenn ich in der Lage wäre, eine Momentaufnahme der sich ändernden Felder zu machen, wären diese wie sinusförmige Variationen im Raum, und wenn ich die Geschwindigkeit wüsste, wüsste ich, dass nach einer Sekunde die gesamte Feldvariation genau um den Abstand "c" von der vorherigen verschoben wird Ort der Welle (entlang des Wellenvektors) und Effekte der Feldvariation am vorherigen Ort werden ausgelöscht.
Gibt es auch eine Beschränkung für die Anzahl der Photonen in einem solchen Bild (falls es überhaupt richtig ist)? Oder gibt es eine Bedingung, dass wir mehrere Photonen berücksichtigen müssen (damit wir eine kontinuierliche Welle erhalten) und nicht ein einzelnes Photon?
Sie geben keine Referenz für das Zitat an, aber ich würde vermuten, dass dies die Energie pro Kubikzentimeter bedeutet , Wo ist die Wellenlänge des Lichts. Da die Energie eines Photons ist dies könnte als 400 Photonen in Ihrem Kubikzentimeter interpretiert werden.
Licht ist weder ein Photon noch eine Welle. Wenn Sie jedoch beschreiben, wie Licht interagiert, kann es praktisch sein, eine dieser beiden Beschreibungen als Annäherung zu wählen. Wenn Ihr Kubikzentimeter beispielsweise Wände aus Metall hätte, würde das Licht 400 Photoelektronen ausstoßen, und eine Photonenbeschreibung ist eine gute Möglichkeit, dies zu beschreiben. Wenn andererseits der Kubikzentimeter Wände aus einem Beugungsgitter hätte, würden Sie das Licht im Inneren als Welle beschreiben. In Ihrem Beispiel würde ich das Licht wahrscheinlich als Welle betrachten.
Prinzipiell kann man die Energie und damit das Vielfache von erhöhen in Ihrem Kubikzentimeter auf jeden gewünschten Wert. Bei sehr hohen Energien könnten Sie nichtlineare Wechselwirkungen erhalten, und bei lächerlich hohen Dichten würden Sie ein Schwarzes Loch bilden, dies sind jedoch wahrscheinlich keine praktischen Einschränkungen.
Erdschildkröte