Welle-Teilchen-Dualismus

Erste Frage Aufrufe: 237     Aktiv: 22.06.2023 um 14:48

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Mein Physik-Lehrer hat mich mit seiner Neugier über das große Rätsel des Welle-Teilchen-Dualismus angesteckt. Zu einem Physik-Studium hat es nicht gereicht, aber ich denke auch heute noch gerne daran. Die Kopenhagener Deutung, welche die in sich widersprüchlichen Phänome mit dem Kollaps der Wellenfunktion erklärt, ist mir bekannt.

Hierzu habe ich eine Frage, die ich mit meinen einfachen Kentnissen nicht mehr beantworten kann. Ein Photon hat zahlreiche mysteröse Eigenschaften. Einmal verhält es sich wie eine Welle, einmal wie ein Teilchen. Obwohl das Licht aus masselosen Elementarteilchen besteht, ist die optische Auflösung sehr schlecht und um Größenordnungen schlechter als es die Planck-Länge erwarten ließe. Zudem ist die optische Auflösung abhängig von der Wellenlänge, was sich ja kaum mit der Annahme eines Teilchens in Einklang bringen lässt.

Aus diesen Überlegungen heraus habe ich eine Frage: Woher weiß die Physik, dass ein Lichtquant ein einzelnes Photon ist? Wenn ein Lichtquant aus einer untereinander interagierenden Elementarwolke aus Photonen bestehen würde, könnte man sehr leicht den Welle-Teilchen-Dualismus auflösen.
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Die klassische Begründung einzelner Photonen ist der photoelektrische Effekt. Aus einer Metallplatte wird nur dann ein Elektron herausgelöst, wenn die auftreffende Welle (das Photon) eine Mindestfrequenz hat. Hierfür genügt ein einziges Photon. Es kommt dabei nicht auf die Intensität des Lichts an, also nicht auf die Anzahl der Photonen. Deswegen kann es keine interagierende Wolke aus Photonen sein. Es gibt auch keine Wechselwirkung zwischen Photonen.
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