hi, ich habe eine frage die ich mittels wikipedia nicht lösen konnte.
kann mir bitte jemand in einfachen worten erklären wie das energieniveau eines elektrons durch ein photon steigt? wie „trifft“ ein photon das elektron? die elektronen rasen um den kern und trotzdem werden sie irgendwie getroffen. es erscheint mir unwahrscheinlich, dass es ein simples „treffen“ sein soll. ich dachte da an sowas wie „anziehen“.
wie man merkt habe ich nicht viel ahnung. deshalb muss es auch keine komplizierte antwort sein.
Zuallererst musst du dir im Hinterkopf behalten, dass dieses Bild, das du im Kopf hast, nur ein Modell für die Physik darstellt. Es sollte nicht so interpretiert werden, als wären da tatsächlich derartige Teilchen ähnlich Billardkugeln, die einander umkreisen und treffen. Vielmehr ist ein Elektron eine Art Energiezustand mit bestimmter Aufenthaltswahrscheinlichkeit innerhalb seiner Elektronenlaufbahn. Demendsprechend ist ein Photon auch nix anderes als Energie (bloß viel Höher). Energie kann auch als „Geschwindigkeit“ angesehen werden, mit dem dasa „Teil durch die Welt fetzt“, sollte aber meines Erachtens in der Quantenphysik auch nicht so wörtlich gemeint sein.
Wenn du schon in den verzweifelten Bild bleiben willst, empfielt sich vorzustellen das Photon fliegt als gevolverkugel auf eine Fliege: äußerst unwarscheinlich, richtig geraten. Und genau das ist es auch. Verwendet man allerdings ein Maschinengewehr (stärkerer Photonenstrahl) steigt die Wahrscheinlichkeit ein bisschen. Potenziert man dies und schießt enorm viele Photonen, wird das Elektron schon getroffen.
vielleicht hilft dir das ein bisschen weiter!
ps.: bin auch kein Physiker
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Hallo
mal abgesehen von Warscheinlichkeit vom Auftreffen eines Photons auf ein Elektron usw. ist wichtig dass du den Energieerhaltungssatz im Hinterkopf hast. Wenn so ein Photon auf ein Elektron trifft wird Energie abgegeben (Impuls) ab einer gewissen Geschwindigkeit hat ein Photon eine kinetische Energie die mindestens der Energiedifferenz zum nächst höheren Niveau der Elektronenbahn entspricht und dann findet ein unelastischer Stoß beim Aufprall statt und die Energie wird übertragen. Das Elektron springt auf die höhere Bahn, verweilt kurz, springt zurück und gibt wieder Licht (Photon) ab (halt Energieerhaltung, da gibts zwar noch was anderes was abgegeben wird aber das brauchen wir angeblich nicht).
Bevor aber diese diskrete Energie nicht erreicht ist finden aber nur unelastische Stöße statt und es passiert nichts. Vieleicht suchst du mal nach dem Franck-Hertz-Versuch, da werden genau diese Energiezustände mit einem solchen Versuch nachgewiesen.
Wenn so ein Photon
auf ein Elektron trifft wird Energie abgegeben (Impuls) ab
einer gewissen Geschwindigkeit hat ein Photon eine kinetische
Energie die mindestens der Energiedifferenz zum nächst höheren
Niveau der Elektronenbahn entspricht
Photonen bewegen sich immer mit Lichtgeschwindigkeit.
Die Energie eines Photons hat herzlich wenig mit der kinetischen Energie der klassischen Physik zu tun. Sie ist vielmehr durch die Frequenz des Photons gegeben.
Die Vorstellung, dass da Teilchen aufeinander treffen, wie Billard-Kugeln auf einem Tisch, ist - wie meine Vorredner bereits sagten - nur ein Modell, das die Geschichte nicht besonders gut beschreibt. Insbesondere würdigt dieses Modell überhaupt nicht die Nicht-Lokalität von Quantenobjekten. Damit ist gemeint, dass es meistens gar keinen Sinn macht, den genauen Ort eines Photons anzugeben. Folglich ist die Frage eines Aufeinandertreffens (wenn es so wäre) im Vorhinein gar nicht beantwortbar.
Wie die Wechselwirkung tatsächlich erfolgt, entzieht sich vollkommen unserer Anschauung, wir können nur versuchen, zu beschreiben, welches Ergebnis diese Wechselwirkung hat.
Es gibt mehrere Arten der Wechselwirkung:
Compton-Streuung: Photonen geben einen Teil ihrer Energie an freie Elektronen ab, die dadurch beschleunigt werden. Der Energieverlust des Photons macht sich dadurch bemerkbar, dass es danach eine geringere Frequenz hat, also langwelliger ist.
induzierte Absorption: Wenn die Energie des Photons genau mit dem energetischen Abstand zwischen zwei möglichen Zuständen eines gebundenen Elektrons übereinstimmt, kann dieses um den entsprechenden Energiebetrag angehoben werden. Das Photon hört dann auf zu existieren.
spontane Emission: Die genaue Umkehrung der Absorption.
induzierte Emission: Die Präsenz eines Photons von bestimmter Frequenz, Polarisation und Phase erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass ein identisches Photon emittiert wird. (Es ist unmöglich für diesen Effekt ein klassisches Modell zu finden).