Fortsetzung: Die drei fundamentalen Publikationen 1905
Die Photonenhypothese
Max Planck hat im Jahr 1900 angenommen, dass Atome Strahlungsenergie nur in besonderen Energiequanten (später Photonen genannt) aufnehmen oder abgeben können. Das kleinste mögliche Energiequant wird heute ihm zu Ehren als Plancksches Wirkungsquantum h bezeichnet.
h ist eigentlich eine Wirkung, d.h. das Produkt aus Energie und Zeit.
Wenn man h mit der Frequenz der Strahlung multipliziert, erhält man die Energie des Photons: E = h*f.
Für Planck war das ganze ein Rechentrick, mit dem er die experimentell bestimmte Intensitätsverteilung auf die einzelnen Farben in der Strahlung leuchtender Körper berechnen wollte.
Zum zweiten Mal im Jahr 1905 machte Einstein aus einem möglichen Rechentrick ein Element der realen Welt:
"Die Energie des Lichtes sollte auch diskontinuierlich im Raum verteilt sein. Sie besteht aus einer endlichen Zahl von in Raumpunkten lokalisierten Energiequanten, welche sich bewegen, ohne sich zu teilen und nur als Ganzes absorbiert und erzeugt werden können."
Damit konnte Einstein den von Heinrich Hertz 1889 entdeckten Photoeffekt erklären. Seine Untersuchungen zeigten, dass "den Planckschen Quanten eine Art unmittelbare Realität zugeschrieben werden muss."
Der Photoeffekt erklärt, wie aus Lichtbestrahlung elektrischer Strom wird. Einstein hat also letztlich die Grundlage der Solarenergietechnik gelegt.
Planck lehnte noch 1913 diese Lichtquantenhypothese ab, obwohl Einsteins Formel zum Photoeffekt inzwischen experimentell gut bestätigt war.
Es gab, nach damaliger Sicht, für Licht nun zwei, sich widersprechende Modelle: das Wellenmodell und das Teilchenmodell.
Daraus entwickelte sich die Quantenmechanik, deren Verständnis und Interpretation an die Grenzen des Vorstellbaren stößt. Sie erfordert ein statistische Naturbeschreibung mit nicht lokalen Wirkungen und eingeschränkten Erkenntnismöglichkeiten.
Einstein war bis an sein Lebensende Gegner dieser Interpretation.
Aber dazu kommen wir noch...Bleiben wir erst einmal beim Jahr 1905.
Übrigens: Wer sich ausführlich mit Einsteins und Plancks Beiträgen beschäftigen will, dem sei mein Unterrichtsblog Was ist den nun Licht? Von elektromagnetischen Wellen zu gequetschten Photonen empfohlen:
https://physikkursq3lichtundquanten.blogspot.com/
Einführung in die Quantenmechanik
Keine Kommentare:
Kommentar veröffentlichen
Kommentar eingeben