P100: Gequetschte Photonen

P100: Gequetschte Photonen

Von KP Haupt - Freitag, Januar 01, 2021

17.2. Gequetschtes Licht

Das ist bestimmt ohne Relevanz fürs Abitur, aber in der Ankündigung steht : "Von Maxwells elektromagnetischen Wellen zu gequetschten Photonen"....

Jetzt an dieser Stelle können wir erahnen, worum es da geht:

Es gibt auch eine Unbestimmtheitsbeziehung zwischen der Phase von Licht und der Amplitude.

Bestimmt man die Phase etwas genauer, so wird die Amplitude unbestimmter...und umgekehrt.

Inzwischen wissen wir, wie wir das zu interpretieren haben: Die Phase einer Lichtwelle und die Anzahl der Photonen sind keine in der Natur vorkommende Größen.

In der Tat spielen Phasen bei Wahrscheinlichkeitswellen keine Rolle und die Anzahl der Photonen ist keine feste Größe.

Nun kann man sich aussuchen, welche Art von Licht man herstellen möchte: Licht, mit etwas genauer bekannter Phase oder Licht mit genauer festgelegter Photonenzahl.

Das nennt man dann gequetschtes Licht oder "squeezed light".

Will man mit einem Michelson-Morley-Interferometer Gravitationswellen vermessen, dann muss man sehr genau Gangunterschiede bestimmen.

Die Interferometer würden also empfindlicher werden, wenn man Licht mit genauerer Phase einspeisen würde.

2010 entwickelte man im Albert-Einstein-Institut in Hannover einen Laser, der "phasengequetschtes" Licht abgibt. Dieser wurde 2018 in die großen Gravitationswellendetektoren weltweit eingebaut. Seit 2019 arbeiten alle Gravitationswellendetektoren nun mit höherer Genauigkeit.

credit: Shhnabel, AEI

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Inhaltsverzeichnis:

0. Einleitung

0.1 Willkommen im Blog

0.2 Unser gemeinsamer Weg zur Teleportation

0.3 Benutzerhinweise

Teil 1: Wellenmodell des Lichts

1. Licht als EMW

1.1 Maxwell und die Lichtgeschwindigkeit

1.2 Messungen der Lichtgeschwindigkeit

1.3 Newtons Teilchenvorstellung widerlegt

1.4 Einstein und die Lichtgeschwindigkeit

1.5 Äther und das Michelson-Morley-Experiment

1.6 Anwendung: Nachweis von Gravitationswellen

1.7 Anwendung: λ-Messung und Brechungsindex von Luft

1.8 Poissonscher Fleck und stehende Lichtwellen

1.9 Faraday- und Kerreffekt

1.10 Übungen

2. Interferenz und Beugungserscheinungen

2.1 Brechung und Beugung: Nicht verwechseln

2.2 Ohne Kohärenz keine Interferenz

2.3 Interferenz am Doppelspalt

2.4 Interferenz und Beugung am Spalt

2.5 Der echte Doppelspalt

2.6 Video, Übungen, Klausur

2.7 Beugung an Öffnungen nund Hindernissen

2.8 Beugung am Gitter und Mehrfachspalte

2.9 Schillernde Farben an dünnen Schichten

2.10: Interferenzen und Farben überall: Flügel, Glimmer, Keil und Newton

2.11 Polarisieren macht alles bunt

2.12 Tanzendes Licht in einer Seifenblase

Teil 2: Spektren, Strahlungsgesetze und Treibhauseffekt

3. Spektren

3.1 Erzeugung von Spektren durch Prismen

3.2 Gitterspektren

3.3 Das Sonnenspektrum

4. Strahlungsgesetze oder: Wie kann man Glühlampen verbessern?

4.1 Die Wiege der modernen Physik

4.2 Schwarze Körper: Schwarz wie die Nacht

4.3 Plancks Kurven

4.4 Das Wiensche Verschiebungsgesetz

4.5 Die Temperatur der Sterne und des Raumes

4.6 Stefan-Boltzmannsches Gesetz

5. Treibhauseffekt

5.1 Bestimmung der Solarkonstante

5.2 Aufgabenstellung

5.3 Bestimmung der Sonnentemperatur

5.4 Bestimmung der Erdtemperatur

5.5 Erklärung des Treibhauseffektes

5.6 Der anthropogene Treibhauseffekt

5.7 Klausuraufgaben (Beispiele)

Teil 3: Probleme der klassischen Physik und ihre Lösungen

6. Überblick über Probleme der klassischen Physik

6.1 Heute und vor 140 Jahren

6.2 Die Probleme der klassischen Physik

7. Planck erfindet das Wirkungsquantum

7.1 Der falsche Ansatz: Gleichverteilung der Energie

7.2 Planck probiert etwas Neues

7.3 Energiequantelung

7.4 h - das bit der Wirtkung

7.5 Planck macht einen Rückzieher

7.6 Übungsaufgabe: Lichtenergie einpacken

8. Einsteins Deutung des Photoeffektes

8.1 Wellen lösen Elektronen und Steine

8.2 Der Versuch von Hallwachs

8.3 Es kann verdammt lang dauern

8.4 Einsteins Idee

8.5 Widersprüche zur Wellenvorstellung

8.6 Plädoyer gegen die Welle und für die Photonen

8.7 Einsteins Formel zum Photoeffekt

8.8 h - Bestimmung

8.9 h- Bestimmung mit LEDs

8.10 Kennlinie einer Photozelle

8.11 Übungsklausur

Teil 4: Was sind eigentlich Photonen??

9. Zwei Vorstellungen treffen aufeinander

9.1 Licht muss eine Welle sein!

9.2 Licht kann keine Welle sein!

9.3 Licht besteht aus Photonen

9.4 Licht kann nicht aus Photonen bestehen

9.5 Das Duell der Modelle

9.6: Mögliche Szenarien: Ein Hauch von Philosophie

10. Teilcheneigenschaften der Photonen

10.1 Photonen haben Masse

10.2 Photonen sind träge und haben Schwung

10.3 Eigenschaften der Photonen

10.4 Dualismus Welle-Teilchen

Teil 5: Der Prinz und die Wellen

11. Sind Elektronen etwa Wellen??

11.1 Materiewellen

11.2 Berechnung von Wellenlängen

11.3 Elektronenbeugung am Doppelspalt

11.4 Elektronenbeugung an Kristallen

11.5 Versuch von Möllenstedt und Düker

12. Die Wahrscheinlichkeits- Interpretation der QM

12.1.Doppelspaltversuch mit vielen Photonen

12.2 Doppelspaltversuch mit einzelnen Photonen

12.3 Das Bunching verhidnert Ein-Photonen-Experiment

12.4 Spielen mit einzelnen Elektronen

12.5 Die Bornsche statistische Deutung

12.6 Mathematische und philosophische Vertiefung

Teil 6: Was ist noch real?

13. Interpretationen der QM

13.1 Zufälle und andere Quanteneigenschaften

13.2.Wahrscheinlichkeitsinterpretation und Kopenhagener Deutung

13.3 Führungswelle von de Broglie

13.4 Die Bellsche Ungleichung

13.5 Plotin

13.6 Die Viel-Welten-Interpretation

14. Das Kuriositätenkabinett

14.1. Heisenberg wird abstrakt

14.2 Eine Wellengleichung, die keine ist

14.3 Schrödinger, der Katzenhasser

14.4 Bertlmanns Socken

14.5 Ein Elektron auf Reisen

Intermezzo: Zusatzmaterial

15. Wellenpakete und Unbestimmtheiten

15.1 Frag nie nach dem Weg

15.2 Ort und Impuls

15.3 Ortsbestimmung mit Spalt

15.4 Abweichende Quantenrealität

15.5 Energie und Zeit

15.6Vakuumfluktuationen

15.7 Kausalität und das Ding an sich

15.8 Ein Universum aus dem Nichts

16. Teleportation, Verschränkung und Einflüsse aus der Vergangenheit

16.1 Verschränkung

16.2 Teleportation

16.3 Experimente mit verzögerter Wahl

16.4 Quantenmechanischer Bombentest

16.5 Ausblick

17. Dekohärenz und die Konstruktion von Welten

17.1 Zusammenfassung: Eigenschaften der Quantenwelt

17.2 Gequetschte Photonen

17.3 Die Quantenwelt erschafft die Alltagswelt

17.4 Realität und Wirklichkeit

17.5 Der Unterschied zwischen Verstehen und Erklären

18. Licht: eine EMW??? Quantenfeldtheorie

18.1. Was waren nochmal EMW?

18.2 Was waren noch mal Felder?

18.3 Licht in der Quantenmechanik

18.4 Quantenelektrodynamik QED

Teil 7: Eingesperrte Quanten

19. Potenzialtöpfe

19.1 Gekocht wird mit stehenden Wellen

19.2 Erste Töpfe

19.3 Potenzialtopf mit unendlich hohen Wänden

19.4 Quantensprünge und Lichtentstehung

19.5 Linearer Potenzialtopf mit endlichn hohen Wänden

19.6 Landau-Niveaus

20. Quantensprünge in Atomen

20.1 Spektrallinien

20.2 Anregung von Quantensprüngen

20.3 Stoßanregung in Gasen

20.4 Der Franck-Hertz-Vesuch

21. Das Wasserstoffatom

21.1 Historische Atommodelle

21.2 Größenvorstellungen

21.3 Bohrsche Postulate

21.4 Balmer und Rydberg

21.5 Energie des Elektrons im H-Atom

21.6 Virialsatz

21.7 Wenn man abbremst, wird man schneller

21.8 Berechnung der Radien

21.9 Herleitung der Energie

21.10 Herleitung der Balmerformel

21.11 Termschema und Übungen

21.12 Wasserstoffähnliche Ionen

21.13 Exotische Atome

22. Atomphysik

22.1 Elektronenspin

22.2 Fermionen, Bosonen und Pauli-Prinzip

22.3 Grundbausteine unserer Welt

22.4 Quantenzahlen

22.5 Aufbau des Periodensystems

22.6 Orbitale

22.7 Übergänge und Entstehung von Spektrallinien

22.8 Ein Schmankerl: Lamb-Shift bei Uran

23. Kernphysik

23.1 Radioaktive Strahlen

23.2 Zerfallsgesetz

23.3 Modelle vom Atomkern

23.4 Erklärung der Radioaktivität

23.5 Unten angekommen: Termschemata für Quarks

Teil 8: Quanten im Gleichtakt: Laser aus Photonen und Atomen

24. Die Erfindung ohne Anwendung

25. Grundprinzip am Beispiel des Rubinlasers

25.1 Niveaus und Übergänge

25.2 Besertzungsinversion

25.3 Optisches Pumpen

25.4 Stimulierte Emission

25.5 Kettenreaktion

25.6 Zwei Tricks und die Zeitlupe

26. Das Besondere am Laserlicht

26.1 Laserlicht ist monochromatisch

26.2 Laserlicht ist kohärent

26.3 Laserlicht muss nicht polarisiert sein

26.4 Energiedichte

27. He-Ne-Gaslaser

27.1 Gasentladung

27.2 Funktionsweise des He-Ne-Lasers

28. Laserdiode

28.1 Geschichte und Vorteil

28.2 Funktionsweise

28.3 Der grüne Laserpointer

29. Atomlaser werden nicht gepumpt

29.1 Bose-Einstein-Kondesat BEC

29.2 Plumps... und schon wird gelasert

30. Intermezzo: Leuchtende Chemie

30.1 Fluoreszenz

30.2 Phosphoreszenz

30.3 Farbstoffmoleküle

Teil 9. Dopplereffekt: Im Abitur, der Medizin und der Astronomie

31. Der Dopplereffekt: Etwas nur für hochbegabte Nerds?

32. Ein historisches Transportphänomen?

33. Alle Fälle bei Schall

34. Herleitung der Formeln

34.1 Bewegung des Senders

34.2 Bewegung des Empfängers

34.3 Vergleich der Formeln

34.4 Erste Übungen

35. Der Dopplereffekt bei Licht

35.1 Blau- und Rotverschiebung

35.2 Radialbewegung

35.3 Astronomische Anwendungen

35.4 Relativistischer Dopplereffekt

35.5 Das ist kein Dopplereffekt!

36. Der doppelte Dopplereffekt

36.1 DIE Formel

36.2 Zwei Rechnungen

36.3 Frequenzvergleich durch Schwebungen

36.4 Abschließende Rechnung

37. Schneller als Schall und Licht

37.1 Machscher Kegel

37.2 Cerenkovstrahlung

37.3 Cerenkovdetektoren

Teil 10: Röntgenstrahlung und Kristallstrukturen

38. Eine Entdeckung, die zum Tod führt

39. X-Rays

40. Aufbau einer Röntgenröhre

40.1 Prinzip der Erzeugung kontinuierlicher Röntgenstrahlung

40.2 Technische Realisation

41. Erzeugung von Röntgenspektren durch Bragg-Reflexion

41.1 Beugung von Röntgenstrahlen

41.2 Braggreflexion

41.3 Drehkristallmethode

41.4 Geigerzählrohr als Detektor

41.5 Versuch

42. Erklärung der Spektren

42.1 Kontinuum

42.2 Thermisch - nichtthermisch

42.3 h-Bestimmung mit kurzwelliger Grenze

42.3 Emissionslinien

43. Absorptionskanten

43.1 Entstehung der Kanten

43.2Vergleich Emission, Absorption

43.3 Absorptionsgesetz

43.4 Ausblick

Teil 11: Vom Anfang und Ende der Welt: Elementarteilchen und Kosmologie

44. Bauteile des Mikrokosmos

45. Bauteile des Makrokosmos

46. Vom Urknall zum Zerfall: Die Geschichte Deines Universums

46.1 Wie alles begann...

46.2 Wie alles endet...

46.3 Die kackbraune Schrankwand

ENDE

Glossar

Alpha-Strahlung

Durch Tunneleffekt ausd einem Atomkern austretende Heliumatomkerne

Austrittsarbeit:

Arbeit, die ein Elektron gegen die innere elektrische Anziehungskraft der Ionen verrichten muss, um den Festkörper verlassen zu können.

Auswahlregeln:

Bei Übergängen im Atom dürfen sich die Quantenzahlen l und j nur um eine Einheit ändern. Sonst ist wegen des Photonenspins der Impulserhaltungssatz verletzt.

Balmerserie:

Spektralserie von Übergängen, die auf n= 2 beginnen oder enden

Beamsplitter

(Strahlenteiler, halbdurchlässiger Spiegel):

lässt 50% des Lichtes durch und reflektiert die anderen 50%, ist oft unterschiedlich aufgebaut (Spiegelfläche vorne oder hinten), aolche Unterschiede werden selten erwähnt, sind aber für das Verständnis von Interferometern wichtig, oft nutzt man nur eine einfache Glasplatte

Beta-Strahlung:

Elektronen oder Positronen

Bogenmaß:

Angabe eines Winkel durch die Länge des Kreisbogens, der von dem Winkel ausgeschnitten wird. 360° entspricht einem Bogenmaß von 2*Pi, wenn der Kreis den Radius 1 besitzt (Einheitskreis). Nicht verwechseln mit Bogenminute und Bogensekunde, das sind direkte Winkelangaben (1° = 60`= 3600").

Bogensekunde:

Abgekürzt mit " oder arcsec: 1" = 1/3600°. Das menschliche Auge kann Winkel von 60" (= 1 Bogenminute 1`) auflösen, der Mond hat einen scheinbaren Winkeldurchmesser von 30`= 0°,5, die Luftunruhe bewirkt Winkeländerungen von 1".

Bosonen:

Quanten, die kräfte vermitteln. Damit sie in beliebiger Dichte auftauchen können, muss ihr Spin 0 oder 1 oder 2 sein. Beispiel Photon

Brechung:

Ablenkung von Licht beim Übergang in ein anderes Medium

Brechungsindex:

Abbremsfaktor von Licht in Medien.

Beugung:

Richtungsänderung von Licht durch Einschränkung der Ausbreitungsmöglichkeiten

Dekohärenz:

Entstehung einer Unfähigkeit zur Interferenz durch Wechselwirkung eines Quants mit der Umgebung.

Differenzialgleichung:

Gleichung zwischen Ableitungen und Funktionswerten. Werden durch Funktionen gelöst. Lösungen werden oft geraten und durch Einsetzen bestätigt.

Diracgleichung:

Mit der Relativitätstheorie verträgliche Gleichung, die die Zeitentwicklung von quantenmechanischen Zuständen beschreibt.

div:

Div ist ein Vektoroperator, der anzeigt, was von einem Feld dn dieser Stelle herausquillt oder verschwindet. div E ist eine Ladung, div B ist immer 0, da es keine magnetischen Monopole gibt.

Energieerhaltung:

Grundregel der klassischen Welt, kann im Quantenbereich verletzt werden.

evaneszent:

exponentiell abklingend

Faradayeffekt:

Indirekte Einwirkung eines Magnetfeldes auf eine Lichtwelle (in einem Medium)

Feinstruktur:

Aufteilung der Spektrallinien durch Drehimpulswechselwirkungen zwischen Spin und Bahn

Fermionen:

Quanten mit Spin 1/2. Sie können nie gemeinsam irgendwo sein (Pauli-Prinzip). Dadurch können sie die Materie aufbauen und Strukturen schaffen. Beispiel Elektron, Neutrino

Gamma- Strahlung:

entsteht durch Quantensprünge der Nukleonen im Atomkern

Gegenspannungsmethode:

Bestimmung der kinetischen Energie von Elektronen durch Anlegen einer Abbremsspannung (Gegenspannung), die den Strom zum Erliegen bringt.

Gold:

Abfallsprodukt von gestorbenen Sternen, bildet sich bei der Verschmelzung zweier Sternleichen (Neutronensterne).

Halbwertszeit

Zeit, nach der nur noch die Hälfte des Ausgangsmaterials vorliegt. Ist bei exponentieller Abnahme unabhängig von den Werten.

Hohlraumstrahlung:

Schwarze Körper kann man durch aufgeheizte innen schwarze gestrichene mit einem kleinen Fenster versehene Hohlräume gut annähern. Deshalb nennt man die Strahlung eines SK oft auch Hohlraumstrahlung.

Hyperfeinstruktur

Extrem feine Aufspaltung der Spektrallinien durch Wechselwirkung zwischen Elektronen- und Kernspins und deren Magnetfelder.

Induzierte Emission:

Ein Photon einer bestimmten Frequenz kann ein richtig angeregtes Atom zwingen sofort auch ein Photon dieser Frequenz abzustrahlen. Grundprinzip des Lasereffektes.

Interferenz:

Überlagerung von Wellen gleicher Frequenzen

Interferometer:

Gerät, in dem Wellen zur Interferenz gebracht werden.

Intensität

pro m² und Sekunde senkrecht auf eine Fläche auftreffende Energie. Nimmt mit dem Quadrat der Entfernung zur (punktförmigen) Strahlungsquelle ab.

Kausalgesetz:

gilt nicht für die Dinge an sich, aber für usnere Erfahrung von den Dingen (Kant), auch Ursache-Wirkungs-Prinzip genannt.

Kerreffekt:

Indirekte Einwirkung eines elektrischen Feldes auf eine Lichtwelle (in einem Medium)

Knoten:

das Ding im Taschentuch, dass dich an die nächste Klausur erinnern soll, auch: Oszillator einer stehenden Welle, der immer die Auslenkung 0 hat, auch: Schnittpunkt der Mondbahn mit der Erdbahnebene

kohärent:

interferenzfähig (gleiche Wellenlänge, konstante Phasenunterschiede)

Kosmos:

Vermutlich eine Vakuumfluktuation, die noch nicht verschwunden ist.

Lebensdauer, mittlere:

ursprüngliche Anzahl ist auf 1/3 zurückgegangen

Leistung:

Energiestromstärke, Energie pro Zeit

Longitudinalwellen:

Oszillatoren schwingen parallel zur Ausbreitungsrichtung

Lymanserie:
Spektralserie bei Wasserstoff, die bei n = 1 beginnt oder endet (UV)

Mach-Zehnder-Interferometer:

Einn aufgeteilter Lichtstrahl läuft auf Quadratseiten entlang und kommt wieder zusammen, kann Phasenunterschiede messen und seltsamste Quanteneigenschaften von Licht aufzeigen

Metastabiles Niveau:

wenn Elektronen auf ein solches Niveau kommen, können sie nur zeitverzögert auf ein tieferes Energieniveau springen, da der Impulserhaltungssatz verletzt ist.

Michelson-Morley-Interferometer:

Ein Lichtstrahl wird durch einen Beamsplitter aufgeteilt, läuft auf zwei rechtwinkligen stehenden Armen hin und her und wird dann wieder überlagert, Hauptanwendung als Gravitationswellendetektor, ursprünglich zum vergeblichen Äthernachweis entwickelt

Nebengruppenelemente:

Elemente, bei denen die 3 d oder 4d Elektronenzustnde besetzt werden (je 10)

Optischer Weg oder optische Dicke

In Material mit dem Brechungsindex n ist die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichtes reduziert (auf c/n), dadurch erscheint dem Licht das Material dicker. Die normale (geometrische) Dicke d wird dann zur größeren optischen Dicke n*d.

Optische Tiefe 1:

entspricht der mittleren Lebensdauer, hier ist die Intensität auf 1/e zurückgegangen

Phasensprung:

plötzliche Umkehr der Auslenkung (Sprung um halbe Wellenlänge) bei Reflexion an bestimmten Grenzschichten, tritt nicht immer ein!

Photon:

Energiequant von Licht und elektrischen Feldern

Photostrom:

Strom, der in einer Photozelle oder Solarzelle durch Einwirken von Licht erzeugt wird.

Photospannung:

Maß für die kinetische Energie der Photoelektronen.

Planck:

Strahlungsgesetz beschribt Energieverteilung im Spektrum eines Schwarzen Körpers

Kurve beschreibt die Energieverteilung

Kontne Planck nur durch Einführung der Energiequantelung begründen.

Poissonscher Fleck:

verhalf der Wellentheorie von Licht zum endgültigen Durchbruch, heller Lichtfleck, der durch Beugung der Lichtwellen in die Mitte des Schattens entsteht.

Polarisation:

liegt vor, wenn eine Transversalwelle nur in einer Ebene schwingt. Polarisationsfilter erzeugen polarisierte Lichtwellen, Analysatoren untersuchen die Schwingungsebene.

Lineare Polarisation liegt vor, wenn das elektrische Feld nur in einer Ebene schwingt, zirkulare Polarisation liegt vor, wenn der Vektor des elektrischen Feldes einen Kreis beschreibt (während er schwingt).

Polarlicht:

Teilchen der kosmischen Strahlung und besodners des Sonnenwindes regen Atome und Moleküle der Erdatmosphäre zum Leuchten an. P. treten nur im hohen Norden oder Süden längs des Polarkreises auf, da die Teilchen vom Magnetfeld der Erde eingefangen und dort in die Erdatmosphäre geleitet werden.Auch andere Planeten mit Atmosphäre und Magnetfeld zeigen Polarlichter.

Quanten-Zeno-Effekt:

Einfrieren eines Zustandes durch fortwährende Messung ("a watched pot never boils")

rot:

Eine Operation, die auf einen Vektor wirkt und daraus einen Wirbel macht: rot E ist ein elektrisches Wirbelfeld (gibt es nur durch Induktion), rot B ist das magnetische Wirbelfeld (da gibt es nichts anderes). Bei statischen elektrischen Feldern ist rot E = 0, da wirbelt nichts...

Schrödingergleichung:

Differenzialgleichung, die Diffusion von Wahrscheinlichkeiten beschreibt. Wird auch von Wellenfunktionen gelöst. Beschreibt zeitliche Entwicklung von Zuständen im nichtrelativistischen Fall.

Schwarzer Körper:

Idealisierter Körper, der alles was an Strahlung auf ihn einfällt vollständig absorbiert. Realisiert durch Hohlraum mit schwarzen Innenwänden und kleinem Loch.

Schwebung:

Überlagerung von Wellen/Schwingungen ähnlicher aber verschiedener Frequenzen

Solarkonstante:

Mittlerer Strahlungsstrom von der Sonne am Ort der Erde, außerhalb der Erdatmosphäre (1365 W/m²). Ist aber keine Konstante (Sonnenflecken, Ellipsenbahn, Entwicklung der Sonne zum Riesen)

Sonnenwind:

Abgeblasene Sonnenkorona, heißes Plasma aus Protonen und Elektronen, erzeugt Polarlichter.

Spin:

Innere Eigenschaft eines Quants, kann teilweise als Drehimpuls visualisiert werden.

Stefan-Boltzmannsches Gesetz:

Gestattet das Berehcnen der abgestrahlten Energie wenn die Temperatur bekannt ist.

Stehende Welle:

Überlagerung zweier gegenläufiger Wellen gleicher Frequenz, entsteht nur unter bestimmten Bedingungen (außer bei Reflexion), hat Bäuche und Knoten, keine Berge und Täler

Streuung:

Wenn Lichtstrahlen an kleinen Partikeln durch Reflexion oder Beugung abgelenkt werden spricht man von Streuung.

Gestreutes Sonnenlicht führt zum Blau des Himmels, da die Streuung für blaues Licht stärker als für rotes Licht ist (Rayleigh-Streuung).

Sind die Streuobjeklte so groß wie die Wellenlänge, dann kann man nicht mehr mit Lichtstrahlen arbeiten sondern muss Beugung und Interferenz nehmen. Dann spricht man von Mie-Streuung.

Strahlungsstrom:

anderer Begriff für Intensität

Teleportation ("Beamen"):

funktionierende Technik, mit der man einen Zustand eines Atoms auf ein weit entferntes anderes Atom übertragen kann, ohne dass dieser Zustand gemessen werden muss. Was nicht geht, ist das Atom als Objekt zu teleportieren.

Beim zukünftigen Beamen von menschen wird auch nicht der Körper, sondern die "Seele" teleportiert.

Transversalwellen:

Schwingungsrichtung der Oszillatoren steht senkrecht zur Ausbreitungsrichtung, können polarisiert werden

Tunneleffekt

besser: verhinderte Totalreflexion, wenn Grenzschicht so dünn ist, dass evaneszente Welle nicht abgeklungen ist. Kein quantenmechanischer Effekt, tritt bei allen Wellen auf.

Vakuumfluktuation:

Das Vakuum besteht aus den Energieerhaltungssatz verletzende vorübergehend auftauchende Quanten aller Art, nicht nur Photonen, auch geladene Quanten.

Vergütung:

Wenn eine oder mehrere sehr dünne durchsichtige Schichten mit kleinerem Brechungsindex auf eine Linse aufgedampft werden, kann man die Durchlässigkeit für bestimmte Farbbereiche deutlich erhöhen.

Verschränkung:

Einmal miteinander wechselwirkende Quanten behalten ihren gemeinsamen Zustand bei, unabhängig von ihrer räumlichen Position. Quantenmechanik ist nichtlokal.

Wellenlänge:

kleinster Abstand zweier gleichphasig schwingender Oszillatoren, auch Strecke von Berg zu Berg oder Tal zu Tal

Wellenpaket:

Einzelne Schwebungsversion bei der Überlagerung vieler Wellen unterschiedlicher Wellenlängen.

Führt zur Unbestimmtheitsbeziehung von Ort und Impuls.

Wiensches Verschiebungsgesetz:

Je heißer ein Körper ist, desto weiter in den kurzwelligen Bereich ist seine Strahlung verschoben.

Wirkungsquantum:

kleinst mögliche Wirkung, Plancksche Konstante h

Zufall:

Durch keinen verborgenen Parameter ist der Übergang einer Möglichkeit zu einem Fakt bestimmt.