Quanten als Energiepakete

Der Grillwettbewerb

Energien zeigen noch einen weiteren Aspekt der Quantentheorie: Energiemengen einer bestimmten Frequenz kommen nur in ganz bestimmten Portionen vor, sie können nicht jeden beliebigen Wert annehmen. Zu kompliziert? Ok, stellen Sie sich vor, Sie wären Teilnehmer bei der Weltmeisterschaft der Hobbygriller. Sie stehen kurz vor dem Titel, der Fisch ist heiß und die Jury gnadenlos streng. Damit für alle Teilnehmer die gleichen Bedingungen herrschen, ist nur eine ganz bestimmte Sorte Grillkohle erlaubt, sagen wir Kohlebrickets der Firma Kwantengrill und Söhne.

Sie stehen also vor ihrem Grill, neben Ihnen ein Sack Brickets, und versuchen dem Fisch noch ein letztes, vorsichtiges Hitzebad zu geben. Aber ein Bricket mehr im Grill wäre einfach zu viel, der Fisch würde zu heiß werden und der Titel ginge in die Hände des Konkurrenten vom Zelt gegenüber. Und teilen kann man die Brickets auch nicht, dafür sind sie viel zu hart. Sie können das Feuer also gar nicht beliebig genau erhitzen, denn mit jedem Bricket kicken Sie es sprunghaft auf eine höhere Temperatur. Anders gesagt, jedes Bricket stellt ein Energiepaket dar, wirft man es ins Feuer, erhöht sich die Energie des Feuers entsprechend um den Energiewert des Brickets. Um dem Fisch einen weniger starken Hitzeschub zu verleihen, bedarf es also einer anderen, kleineren Sorte von Brickets, wie etwa diese der Firma Kwantengrill und Töchter, die ja aber hier nicht erlaubt sind. Im Endeffekt gewinnen Sie dennoch, indem Sie einfach etwas Luft in den Grill blasen und dem Fisch auf diese Weise noch den Rest geben.

Photonen können nur bestimmte Energiemengen annehmen. Erhöhen sie ihre Energie, können sie das nur stufenweise tun.

Was sind Quanten?

Wieder zur Quantenmechanik, hier kommt man nicht so leicht um das Energieproblem. Erinnern Sie sich noch an den Satz von vorhin? „Energiemengen einer bestimmten Frequenz kommen nur in ganz bestimmten Portionen vor“. Jetzt können wir uns etwas darunter vorstellen. Ein Lichtstrahl, oder allgemeiner gesagt, eine elektromagnetische Welle einer festen Frequenz besitzt eine ganz bestimmte Energiemenge, genau wie vorhin das Grillfeuer bzw. die Grillglut. Will man die Energie einer solchen Welle erhöhen, geht das auch hier nicht beliebig, sondern nur in ganz bestimmten Schritten. Eine Welle besitzt Energie, soweit alles klar. Diese Energie werden wir jetzt mal in Gedanken in immer kleinere Stücke zerteilen. Irgendwann kommen wir aber an einen Punkt, an dem wir merken, es geht nicht mehr kleiner. Wir sind bei den „Grundbausteinen“ der Energie angekommen, den Quanten. All diese Quanten einer Welle zusammengenommen bilden demnach ihre Gesamtenergie. Will man die Energie der Welle ändern, kann man das nur tun, indem man Quanten wegnimmt oder dazugibt. Und weil jedes Quant auch schon eine bestimmte Energiemenge besitzt (obwohl man es nicht mehr teilen kann!), springt die Energie der Welle entsprechend nach oben oder unten, wenn man die Anzahl der Quanten verändert. In Kurzform: Energien können nicht beliebige Werte annehmen. So wie Sie die Energie des Feuers mit den Brickets nur schubweise erhöhen konnten, kann auch die Energie elektromagnetischer Wellen nur schrittweise mit einer Änderung der Quantenanzahl zu- oder abnehmen.

Keine beliebigen Energiewerte, das ist also eine weitere Kuriosität im Mikrokosmos, welche die klassische Physik nicht beschreiben konnte, in ihr waren die Energien beliebig. Aber die Quantentheorie bringt die Physik durch ihre neue Betrachtungsweise wieder ins Lot. Zumindest stellenweise.

<< zurück | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | weiter >>

Mehr Physik auf drillingsraum.de


Kann man den Lauf der Zeit beeinflussen? Was hat die Gravitation damit zu tun? Mehr...	Wie schnell vergeht die Zeit? Das Chronon soll das kürzest mögliche Zeitintervall sein. Mehr...	Die Stringtheorie Die Welt besteht aus schwingenden Fäden reiner Energie. Mehr...	Was bedeutet E=mc²? Herkunft und Bedeutung der wohl berühmtesten Formel der Welt. Mehr...

Der 4D-Hyperraum Kann man sich eine vierte Raumdimension vorstellen? Mehr...	Hat das Universum vier räumliche Dimensionen? Wenn ja wie kann man das messen? Mehr...	Der 4D-Hyperwürfel Aus welchen Teilen besteht er? Fakten und Inspirationen. Mehr...	Was ist das HIGGS? Wie funktioniert der HIGGS-Mechanismus? Einfach erklärt. Mehr...