Hallo LoKi,
beim Lesen der bisherigen Antworten und Gegenfragen ist mir nicht ganz klargeworden, ob nur alles beantwortet ist, daher versuche ich’s mal.
ich habe folgende Frage:
Die Wellenlänge beschreibt die räumliche und die Frequenz die
zeitliche Ausdehnung einer Welle.
Sehr gewagt bzw. missverständlich formuliert. Die Frequenz ist die Anzahl der Wellenberge pro Zeit, die Wellenlänge die pro Strecke (in Ausbreitungsrichtung).
Warum hängt die Energie in der Literatur aber immer nur mit
der Frequenz und nicht gleichermaßen mit der Wellenlänge
zusammen?
Das lässt sich sicher theoretisch begründen, ist aber erst mal ein Erfahrungswert. Bei Elektromagnetischen Wellen ist die Energie proportional zur Frequenz bzw. rezipropotional zur Wellenlänge im Vakkum.
Was für eine Art Energie (kinetisch/potentiell)
besitzt eine Welle/ein Photon (E=h*f)?
Naja, die Energie der beteiligten elektrischen und magnetischen Felder, und da das Ganze tief in der Quantenphysik begründet liegt, will ich mich näher dazu nicht auslassen.
Daneben haben Photonen auch einen (geringen) Impuls, der, wenn ich das richtig verstanden und behalten habe, auf gewissen Imballancen des Magnetfeldes beruht.
Mir fällt die
Vorstellung schwer, dass elektromagnetische Wellen beim
Durchgang durch Materie ihre Wellenlänge verändern (im
Material ist also ein ehemals grüner Lichtstrahl z.B. rot!?!),
Wieso? Wenn eine Wasserwelle auf ein Hindernis stößt, z.B. flacheres Wasser, bewegt sie sich auch langsamer, das verkürzt den Abstand zwischen den Kämmen, und macht sie höher bzw. steiler, und aucj Spasss.
ihre Frequenz aber gleichbleiben MUSS, da der Erhaltungssatz
gelten muss.
Ob’s da einen Erhaltungssatz gibt, da bin ich überfragt, aber der gesunde Menschenverstand verbietet ja alles andere, bis jemand eine Zeit-Gefrier-Kammer erfindet.
Und wenn du mal die Quanten außer acht lässt, dann interagieren die elektrischen Felder mit den Elektronen bzw. den Feldern der Elektronen, schleppen diese ein Stück mit und lassen diese dann wieder los. So werden diese gebremst. Für die magnetischen Anteile gilt wohl dasselbe, da da bin ich dann völlig überfordert.
Licht (und auch Materie) ist ja sowohl Welle und auch Teilchen, und für die Geschwindigkeits, Wellenlängen- und damit zusammenhängenden Brechungsindex-Unterschiede ist das Wellenmodell allemal verständlicher, und auch für nicht-allzu-exotische Materialien völlig ausreichend und richtig.
Nicht dass das Quantenmodell keine Antworen hätte, die Photonen werden kurzzeitig absorbiert und kurz darauf an gleicher Stelle mit selber Frequenz und Wellenlänge re-emmittiert und legen mit Vakuum-Lichtgeschwindigkeit die Strecke bis zum nächtsten Atom zurück (oder auch nur Elektron) zurück.
Warum also, wie schon oben gefragt, dieser starke
Zusammenhang Energie-Frequenz? Wenn man mir den Zahn ziehen
könnte wäre ich dankbar.
Dass die Frequenz das einzig „fassbare“ ist, hast du ja erkannt. Dass die Energie dazu proportional ist, ist halt so, und macht die Sache zumindest einfach.
Die Feinheiten des Verhaltens von Licht in Materie brauchen dich da eingentlich nicht zu interessieren - für die Farbe ist die Absorbtion des Lichts im Auge unter den dort gültigen Bedingungen entscheidend.
Und v.A. solltest du das Ganze entmysifizieren, fast immer reicht das Wellenmodell völlig aus, die Quanten-Beschreibung dazu kann ich nachvollziehen, aber keinesfalls nachrechnen.
Und für Merkwürdiges, mit Unterschieden zwischen Phasen- und Gruppengeschwindigkeit, da helfen dir die Physiker weiter, sofern du es verstehst - und ich bin auch keiner.
Gruß, Zoelomat
Ist halt n Modell und es funktioniert