Hallo Markus, es kommt darauf an was du unter Energie verstehst.
Mit 5 Watt im 11m-Band kommst du um die Erde, auch mit 100mW. Mit dem Handy geht das nicht. Das liegt nicht an "Energie", das liegt an den -Umweltbedingungen-.
Hallo Markus, es steckt nirgends Energie drin, auch nicht in einem Wellengang, es gibt keine. Energie ist ein reiner Rechenbegriff. Er dient zur Vereinfachung, geben tuts sowas nicht. Du kannst die Leistung eines HF-Senders/Antenne mit einer Glühbirne vergleichen.
Nimm 100 Watt, verteile sie in einzelne Schwingungen, Nenn die Leistung die sich für jeder einzelnen Schwingung ergibt Energie(menge). Dann hat ein 27 Mhz Schwingungszug eben mehr "Energie" pro Schwingung als ein 100 Mhz Signal Dadurch ergibt sich rechnerisch eine Frequenzabhängige "Energie", Wenn du das ganze nun umdrehst, einem Schwingungszug eine bestimmte "Energiemenge" zuschreibst, dann ergibt sich das ein 100 Mhz-Signal eben den 10fachen "Energiegehalt" als ein 10 Mhz-Signal hat.
Wenn du verstehen willst was ein Funksignal ist dann musst du dich von der Bücherdarstellung einer Transversalwelle verabschieden. So eine Funkwelle gibts nicht.
Wie soll ich mir denn einen einzige Funkwelle (sagen wir mal =FCber 956 Ghz) vorstellen? Es hei=DFt ja dass einen EM-Welle mit 808nm Wellenl=E4nge eine geringere Energie hat, als eine 400nm Welle oder genauer gesagt, dass der Elektronenabstand vom Atom den sich das Elektron bei der Abgabe einer Welle von 400nm n=E4hert wesentlich gr=F6=DFer ist, als der Abstand bei der Abgabe einer
808nm Welle. Je weiter Weg ein Elektron vom Atomkern hat, destso mehr Energie hat es (ich nehme jetzt zur Vereinfachung metallische Stoffe und Kristallstruckturen mal aus). Da die Energie erhalten bleiben muss, wird diese doch beim Wechsel eines Eltrones auf einen niedrigere Schale in Form einer EM-Welle abgegeben.
Oder ist diese Ansicht schon sehr =FCberaltert oder zu vereinfacht. Jedenfalls kann mit der Energieberechnung der Elektronen auf den verschiedenen "Schalen" sehr genau die Frequenz bei der Photometrie ermittelt werden oder aufgrund eines photometrischen Messergenisses auf die beteiligten Stoffe zur=FCckgeschlossen werden.
Hallo Stefan, bei diesen hohen Frequenzen bist du bei "Licht" angekommen. Mit einer "Funkwelle" im Sinn von -wird von einer Antenne abgestrahlt- hat das nur mehr bedingt zu tun. Eine Funkwelle verwendet einen anderen Resonanzkörpermechanismus als du ihn hier mit dem -Elektronensprung- annimmst.
Der Elektronenabstand hat mit der Frquenz direkt nichts zu tun. Wenn ein Elektron -springt- also sein Orbital wechselt, dann entsteht ein kurzer Lichtpuls. Der besteht aus einer stark gedämpften Schwingung mehrere Perioden. Es ist nicht ein "Energiewechsel" der eine Frequenz hervorbringt, der Energiebegriff dient nur der Berechnung, hat aber keine physikalische Relevanz.
Um eine Frequenz, ob nun 1Mhz oder Lichtfrequenz, zu erzeugen ist ein Resonanzkörper notwendig. Eine resonanzfähige Struktur, sonst gibts keine Frequenz sondern nur kurze Peakereignisse.
Bleiben wir beim Atom, einem Atom mit einem einzigem Elektron. Die Farbe sei mal unwichtig, es geht ums Prinzip der Resonanz. Diese Elektron befindet sich im Ruhezustand auf Schale 1. Es wird nun von aussen durch Umstände angeregt die es ihm erlauben seine Eigenfrequenz auszubilden. Diese Frequenz ergibt sich aus dem Resonanzkörper Kern/Elektron. Das Resoanzgebilde -Atom- beginnt zu schwingen. Dieses Schwingen hält solange an bis di Anregung ausbleibt oder zu gross wird. Dann fällt das Elektron aus seiner stabilen Lage im Orbital raus, die Freuenz ist weg, das Licht nicht mehr zu sehen.
Der Wechsel erzeut einen kurzen Lichtpuls, mehr ist da nicht. Konstantes Licht geht nur mit Resoanz.
Unser Atom kann auch durch Licht passender Frequenz angeregt werden, es fungiert dann als Empfänger (so wie die Antenne bei Funk).
Energie ist ein reiner Hilfsbegriff, sonst nichts! Er dient zur bequemen Berechnungen ohne die Umstände kennen zu müssen.
Das liegt an den Umgebungsbedingungen (Dämpfung durch Absorption, Reflexion, ...).
genau.
Was soll denn eine einzelne 100MHz-EM-Welle sein? Eine einzelne Sinus-Schwingung von 10 ns Dauer? Mit welcher Amplitude?
Wenn ja, sagt Dir die Fouriertransformation, daß solch eine Schwingung weit mehr Frequenzkomponenten als nur 100 MHz enthält.
Das liegt an deinem Mißverständnis, was Lichtquanten angeht: Außer der Frequenz gibt es, wie Du ja schon sagst auch noch die Amplitude. Nun sind die Feldstärkeamplitude und die Photonenzahl Observablen, die nicht kommutieren, es gibt eine Unschärferelation ähnlich der zwischen Ort und Impuls. Wenn Du einen Lichtpuls mit fester Amplitude präparierst (amplitude squeezed state), ist die Photonenzahl (und damit die Energie), die Du mißt, unscharf. Wenn Du einen Lichtzustand mit definierter Energie präparierst (Fockzustand) ist seine Amplitude unscharf, d.h. das Ergebnis einer Feldstärkemessung fluktuiert von Präparation zu Präparation.
Man kann also keinen Zustand erzeugen, bei dem man sowohl das Ergebnis einer Energiemessung, als auch das einer Amplitudenmessung genau vorhersagen kann.
Während bei fester vorgegebener Frequenz die Amplitude jedoch (prinzipiell) kontinuierlich in jedem beliebigen Wert präpariert werden kann, gibt es für die Energie nur diskrete erlaubte Werte. Die Amplitude hängt natürlich mit der Wahrscheinlichkeitsverteilung der Photonenzahlen zusammen und umgekehrt.
Für einen kohärenten Zustand (auch Glauberzustand, wie er aus einem Laser kommt) sind sowohl Amplitude als auch Photonenahl unscharf und je größer der Erwartungswert der Amplitude ist, desto größer die Wahrscheinlichkeit, viele Photonen zu messen.
Wie geschieht die Energiemessung, was wird dabei wie gemessen? Wie geht das mit der Amplitudenmessung, welche Amplitude wird da gemessen?
Wie geht das, wie wird ein Lichtpuls mit einer festen Amplitude erzeugt, wie wird die Photonenzahl erzeugt? Was hat die Photonenzahl mit der Amplitude und mit Energie zu tun, ist es das Selbe oder etwas Anderes?
Danke, dass du mich aufgekl=E4rt hast. Erscheint eigentlich logisch, dass eine Resonanz und etc. vorhanden sein muss. Ich wusste schon, dass es sich um ein Modell handelt, aber ,dass dieses Modell, mit dem sich =FCbrigens prima rechnen l=E4sst, so weit von der Realit=E4t entfernt ist, h=E4tte ich nicht gedacht.
Durch Zählen von Photonen (normalerweise durch Halbleiterdetektoren, es gibt auch Detektoren, die direkt die Erwärmung eines Absorbers messen).
Durch Homodyne-Detektion (Interferenz des zu messenden Feldes mit einem starken kohärenten Zustand). Dabei erhält man einen Differenz-Photostrom, der proportional zum elektrischen Feld zu einer bestimmten Phase der Schwingung ist.
Die Feinheiten der Erzeugung solcher nichtklassischen Lichtzustände gehen über das hinaus, was sich in einer Newsgroup beschreiben läßt. Amplitudengequetschte Zustände lassen sich durch optische parametrische Verstärker erzeugen.
Einzelne Photonen lassen sich z.B. durch Zerfall eines einzelnen angeregten Atomes in seinen Grundzustand erzeugen.
Die Photonenzahl hängt direkt mit der Energie zusammen: Jedes Photon in einer Mode mit Frequenz f entspricht einer Energie h*f (h=Plancksches Wirkungsquantum). Mit der Amplitude ist das nicht so einfach und der Zusammenhang kann je nach Zustand kompliziert sein.
Für einen kohärenten Zustand ist es so, daß der Erwartungswert der Amplitude proportional zur Wurzel des Erwartungswertes der Photonenzahl ist. Die Photonenzahl ist poissonverteilt; die Amplitude ist normalverteilt mit einer amplitudenunabhängigen Standardabweichung, die der Hälfte des Erwartungswerts bei im Mittel 1 Photon entspricht.
ein einziges 100 MHz Photon hat weniger Energie als ein Photon mit 1 GHz. Für die verschiedenen Leistungen braucht man doch nur entsprechend viele Photonen pro Sekunde wobei es normalerweise so viele Photonen sind das man den Unterschied +- 1 Photon nicht bemerkt. Nur ein ausserordentlich empfindlicher Detektor wie z.B. ein Sekundärelektronenvervielfacher reagiert auf einzelne Photonen.
Klar. Wenn das Photon beim Eintreffen auf der Kathode ein Elektron freisetzt. Das soll ein nicht gerade ungewöhnliches Ereignis sein. Ja, ich würde sogar so weit gehen, zu behaupten, daß sowas eine ganz typische Anwendung für _Sekundär_elektronenvervielfacher ist. Die Dinger sind vielfach sogar direkt dafür gebaut, Photonen einen optimalen Zugang zur Kathode zu ermöglichen. Und das bestimmt nicht, weil die Konstrukteure nackte Elektronen beim Sonnenbaden bespannen wollten...
Naja, reagiert der Apparat auf Photonen oder auf freie Elekronen. Vervielfacht er Photonen oder -produziert- er die Menge an Elektronen die dann den -Klick- auslösen.
Ja eben, das ist kein ungewöhnliches Ereignis, es ist ein Unmögliches. Es gibt keine Photonen, also können auch keine detektiert werden.
Es werden ausschliesslich freigesetzte Elektronen, aus welchen Gründen auch immer, detektiert. Jede andere Interpretation ist Phantasie.
Und ja, ich kann bestätigen, daß der Effekt existiert. Ich habe schon in den 1960er Jahren TV gesehen. Damals gab es ausschließlich TV-Kameras, die ohne Existenz dieses Effektes ein schwarzes Bild geliefert hätten. Ich glaube nicht, daß mich das lange gefesselt hätte...
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