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Energie, Masse und Impuls von Photonen
Auch für Photonen lassen sich die für Teilchen bekannten Eigenschaften wie Energie, Masse und Impuls bestimmen.
Energie
Die Energie eines Photons kann u.a. durch den Photoeffekt (siehe vorheriges Kapitel) bestimmt werden. Sie beträgt:
$$ E_{Ph} = h \cdot f $$
\( h \) = PLANCK-Konstante, \( f \) = Frequenz des Lichts
Masse
Für die Ruhemasse (auch invariante Masse) \( m_0 \) eines Photons wird im Standardmodell der Elementarteilchen- physik der Wert \( 0 \) angenommen.
Impuls
Photonen haben einen Impuls, welcher sich mit folgendem Experiment nachweisen lässt:
ResetStart
Ein ideal reflektierender Spiegel mit sehr geringer Masse wird an einem langen Faden aufgehängt. Wird er dann von einem intensiven Lichtblitz getroffen, wird er wie ein Pendel ausgelenkt.
Der Impuls lässt sich mit Hilfe der Energie des Photons und der Lichtgeschwindigkeit berechnen:
$$ p_{Ph} = \dfrac{E_{Ph}}{c} = \dfrac{h \cdot f}{c} =\dfrac{h}{\lambda} $$
\( h \) = PLANCK-Konstante, \( c \) = Lichtgeschwindigkeit, \( f, \lambda \) = Frequenz und Wellenlänge des Lichts
Quellen
- Wikipedia: Artikel über "Photon"
Literatur
- Dorn/Bader Physik - Sekundarstufe II, S. 242 ff.
- English version: Article about "Energy, Mass and Momentum of Photons"