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Quantentheorie

Zur Wellentheorie des Lichts ist mit der Quantentheorie gegen Anfang des 20. Jahrhunderts eine weitere Theorie gleichberechtigt hinzugekommen. Sie ist nötig, um das Entstehen des Lichtes (die Lumineszenz) zu erklären.

Moderne Physik

Schon um die Jahrhundertwende verstanden und erkl√§rten Physiker fast alle Haupteigenschaften des Lichts. Die ersten Jahrzehnte dieses Jahrhunderts aber zwangen die Physiker durch eine ganze Reihe von Entdeckungen dazu, eine neue Realit√§t anzuerkennen und in der alten Beschreibung der Natur, der klassischen Physik, eine Idealisierung zu sehen ‚Äď so wie die Strahlenoptik eine Idealisierung und Spezialisierung der Wellenoptik ist. Obwohl viele der neuen Theorien, die sich aus dieser Erkenntnis ergaben, schon √ľber 80 Jahre alt sind, bezeichnen wir sie gew√∂hnlich als moderne Physik.

Einige der grundlegenden Entdeckungen der modernen Physik ergaben sich aus Untersuchungen der Wechselwirkung von Licht mit Materie.

Der Photoeffekt

Elektronen sind in jeder Art von Materie. In manchen Metallen (den Leitern) k√∂nnen sie sich besonders frei bewegen. Aber es ist f√ľr Elektronen nicht leicht, dem Metall zu entkommen, denn wenn sich ein Elektron mit seiner negativen Ladung von dem (urspr√ľnglich ungeladenen) Metall l√∂st, ist das Metall positiv geladen und zieht das Elektron wieder an. Um ein Elektron zu befreien, muss ihm Energie zugef√ľhrt werden. Das l√§sst sich zum Beispiel durch Erhitzen erreichen. Die Elektronen werden sozusagen abgedampft. Oder sie k√∂nnen vom Licht gesto√üen werden ‚Äď das ist der lichtelektrische oder Photoeffekt. Die befreiten Elektronen hei√üen Photoelektronen. Der Teil der modernen Physik, der dieses Verhalten erkl√§rt, ist die Quantentheorie. Als erster hat Albert Einstein den Photoeffekt erkl√§ren k√∂nnen.

Jede monochromatische elektromagnetische Welle kann Energie nur in diskreten Einheiten (Quanten) √ľbertragen. Die Gr√∂√üe des Energiequants ist proportional zur Frequenz der Welle.

Kurzwelliges (hochfrequentes) Licht hat mehr Energie als langwelliges (niederfrequentes) Licht.

 
© Hauke Haller 2000-2009