Da elektromagnetische Energie von Photonen getragen wird und sich in Form von Wellen bewegt, bedeutet das, dass ein einzelnes Photon, wenn es sich durch den Raum ausbreitet, nicht dem geraden Weg folgt, sondern sich immer wie eine Welle auf und ab, auf und ab bewegt. Wenn sich also eine andere Frage stellt, ist die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Licht im Vakuum fest, was bedeutet, dass es immer die gleiche Zeit braucht, um von Punkt A nach Punkt B zu gelangen, aber wenn sich ein Photon immer auf und ab bewegt, bedeutet dies auch dass es eine längere Strecke zurücklegt als die Entfernung zwischen A und B und sich daher schneller bewegt als sich Licht ausbreitet, ist das überhaupt möglich, könnten Sie mir bitte diese Konzepte erklären?
Da elektromagnetische Energie von Photonen getragen wird und sich in Form von Wellen bewegt, bedeutet das, dass ein einzelnes Photon, wenn es sich durch den Raum ausbreitet, nicht dem geraden Weg folgt, sondern sich immer wie eine Welle auf und ab, auf und ab bewegt.
Der Begriff Photon gehört in den Bereich der Quantenmechanik. Das Photon ist ein grundlegendes Elementarteilchen im Standardmodell der Teilchenphysik. Elektromagnetische Energie ist in der klassischen Elektrodynamik gut definiert und bewegt diese Energie als Welle in Zeit und Raum.
Ein einzelnes Elementarteilchen, das sich durch den Raum ausbreitet, wird mathematisch durch eine Wellenfunktion modelliert, die eine Lösung einer quantenmechanischen Gleichung ist. Dies ist eine komplexe Zahlenfunktion, sie hat eine Sinusform, aber der einzige physikalisch messbare Effekt ist die Wahrscheinlichkeit, ein "Photonen"-Signal bei einem bestimmten (x,y,z,t) zu erhalten. Es ist die Wahrscheinlichkeit, die eine sinusförmige Abhängigkeit von der Raumzeit hat, nicht das Photon, wie in der Antwort hier zu sehen ist. Die Energie des Photons ist h*nu, wobei nu die Frequenz der klassischen Welle ist, die aus einer großen Anzahl solcher Energiephotonen hervorgeht.
Von einer Flugbahn eines einzelnen Photons auf mikroskopischer Quantenebene kann man also nicht sprechen. Nur makroskopisch, wenn die atomare Quelle bekannt ist und der Wechselwirkungsfußabdruck des Photons auf einem Bildschirm oder einer Kamera erfasst wird, kann eine gerade Linie gezogen werden, die tatsächlich der optische Strahl der klassischen em-Welle ist.
Wenn sich also eine andere Frage stellt, ist die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Licht im Vakuum fest, was bedeutet, dass es immer die gleiche Zeit braucht, um von Punkt A nach Punkt B zu gelangen, aber wenn sich ein Photon immer auf und ab bewegt, bedeutet dies auch dass es eine längere Strecke zurücklegt als die Entfernung zwischen A und B und sich daher schneller fortbewegt als sich Licht ausbreitet, ist es überhaupt möglich,
Nein, im Vakuum ist das nicht möglich. Das Photon breitet sich nicht so aus, wie Sie es sich vorstellen, und kann nur durch seine Energie = h * nu und seine Spinrichtung beschrieben werden. Es reist immer bei c.
In der komplizierten quantisierten Umgebung eines Mediums mit einem Brechungsindex zeigt die Art und Weise, wie die Photonenwellenfunktionen mit der emergenten klassischen Welle zusammenhängen, dass die einzelnen Photonenpfade, die auf mikroskopischer Ebene immer im Vakuum sind und sich mit der Geschwindigkeit c fortbewegen, dies nicht können ein optischer Strahl sein. Ein einzelnes Photon, das auf ein transparentes Medium auftrifft, wird durch elastische Streuung mit den Atomen des Gitters wechselwirken, und sicherlich kann sein Weg keine gerade Linie sein. Im Zusammenhang mit den Millionen von Photonen in einer klassischen EM-Welle ist es besser, die klassischen Pfade zu diskutieren und die Quantenmechanik für die einzelnen Wechselwirkungen zu sorgen. Eine echte quantenmechanische Analyse braucht die Quantenfeldtheorie und ist unnötig kompliziert.
Ihre Verwirrung entsteht durch die Kombination zweier verschiedener Konzepte (obwohl sie verwandt sind). Photon ist ein diskretes Teilchen. Eine Welle ist eine kontinuierliche. Sie können Licht als diskretes Teilchen oder als Welle betrachten, aber wenn Sie so an sie denken, wie Sie an sie denken, werden die Dinge verwirrend.
Übrigens, wenn ich Ihre Frage nicht beantwortet habe, versuchen Sie darüber nachzudenken, warum wir angefangen haben, Licht als Teilchen zu betrachten. (Die Probleme, die zu den Konzepten führen, die Sie studieren). Sie können mit dem photoelektrischen Effekt beginnen.
Photonen können je nach Perspektive als stabile Teilchen angesehen werden. Im Kern der Sonne zerfallen Wasserstoffatome zu einem Mischplasma, das aus Protonen und Deuteriumatomen besteht. Wenn diese kollidieren, bilden sie einen Helium-3-Kern und ein Gammastrahl wird freigesetzt. Der Gammastrahl ist ein hochenergetisches Photon. Dieses Photon kann der Sonne nur sehr schwer entkommen, da es von dicht gepackten Protonen umgeben ist. Es hüpft eine Weile herum (vielleicht tausend oder eine Million Jahre), bevor es an die Oberfläche gelangt. Aufgrund des Energieverlusts durch Kollisionen mit Protonen befindet sich das Photon nun im sichtbaren Spektrum. Wenn es dann auf die Erde "gerichtet" ist, dauert es ungefähr 8 Minuten durch das Vakuum, um hierher zu gelangen, aber nicht in einer exakten geraden Linie, da die Raumzeit durch alle Materie in der Nähe (Planeten usw.) gekrümmt wird. Das Photon bewegt sich jedoch nicht mit der Wellenform auf und ab. Das Photon wird durch eine Wellenform dargestellt, weil wir es so messen. Für uns ist bei unseren Messungen das Photon die Wellenform. Eine Wellenlänge = ein Photon. Die Welle bewegt sich als Einheit. Wenn ich einen Kleiderbügel nach dir werfen würde, würde er nicht die Flugbahn seiner Form annehmen. Der gesamte Kleiderbügel würde sich als Einheit bewegen. Ich hoffe, dies bricht Ihre Wahrnehmung, dass ein Photon mit sich selbst reist. Du gehst nicht selbst mit. Alles Gute. Ich hoffe, dies bricht Ihre Wahrnehmung, dass ein Photon mit sich selbst reist. Du gehst nicht selbst mit. Alles Gute. Ich hoffe, dies bricht Ihre Wahrnehmung, dass ein Photon mit sich selbst reist. Du gehst nicht selbst mit. Alles Gute.
user83548
Neugierig