Der Hauptunterschied zwischen der Wellen- und Teilchennatur des Lichts besteht darin, dass die Wellennatur des Lichts besagt, dass sich Licht wie eine elektromagnetische Welle verh alten kann, während die Teilchennatur des Lichts besagt, dass Licht aus Teilchen besteht, die Photonen genannt werden.
Welle-Teilchen-Dualität ist ein Konzept der Quantenmechanik. Es besagt, dass alle Teilchen und Quantenwesen nicht nur ein Wellenverh alten, sondern auch ein Teilchenverh alten haben. Die klassischen „Wellen“- und „Teilchen“-Konzepte können das Verh alten von Objekten im Quantenmaßstab nicht vollständig beschreiben; daher ist die Welle-Teilchen-Dualitätstheorie dafür sehr wichtig.
Was ist die Wellennatur des Lichts?
Eine Welle ist eine periodische Schwingung, bei der Energie durch den Raum übertragen wird. Die Wellennatur des Lichts besagt, dass das Licht eine Art elektromagnetischer Welle ist. Menschen können diese Welle sehen. Die erste Veranschaulichung der Wellennatur des Lichts waren die Experimente zur Beugung und Interferenz.
Die Lichterzeugung erfolgt durch eine dieser beiden Methoden – Glühen oder Lumineszenz. Glühen ist die Emission von Licht aus heißer Materie, während Lumineszenz die Emission von Licht beim Fall angeregter Elektronen auf das Grundenergieniveau ist.
Abbildung 01: Eine Illustration elektromagnetischer Wellen
Licht kann wie alle anderen elektromagnetischen Wellen durch ein Vakuum reisen. Außerdem ist es periodisch, was bedeutet, dass es sowohl räumlich als auch zeitlich regelmäßig wiederholt wird. Ähnlich wie andere Wellen hat auch Licht eine Wellenlänge (der Abstand zwischen zwei Wellen), eine Frequenz (die Anzahl der Wellen, die pro Zeiteinheit auftreten) und eine Geschwindigkeit (etwa 3 x 108 m /s).
Was ist die Teilchennatur des Lichts?
Ein Teilchen ist ein Teil der Materie. In der Teilchennatur des Lichts nennen wir Lichtteilchen jedoch Photonen. Im Jahr 1700 erklärte Sir Isaac Newton, dass Licht ein Bündel von Teilchen ist, denn als er ein Prisma verwendete, um Sonnenlicht in verschiedene Farben aufzuteilen, war die Peripherie der erzeugten Schatten extrem scharf und klar.
Abbildung 02: Konzeptionelle Animation der Streuung von Licht beim Durchgang durch ein Prisma
Ein Photon ist ein Elementarteilchen und ein Lichtquant. Wir können die Energie eines Photons über die Gleichung E=hv berechnen, wobei die Energie E ist, h die Plancksche Konstante und v die Lichtgeschwindigkeit ist. Eine Erhöhung der Lichtintensität bedeutet hier, dass wir die Anzahl der Photonen, die eine Fläche pro Zeiteinheit durchqueren, erhöht haben. Außerdem hat ein Photon keine Masse, aber es ist ein stabiles Teilchen. Ein Photon kann während einer Wechselwirkung seine Energie auf ein anderes Teilchen übertragen.
Was ist der Unterschied zwischen Wellen- und Teilchennatur des Lichts?
Welle-Teilchen-Dualität ist eine Theorie, die beschreibt, dass Licht sowohl Wellen- als auch Teilchennatur hat. Der Hauptunterschied zwischen Wellen- und Teilchennatur von Licht besteht darin, dass die Wellennatur von Licht erklärt, dass sich Licht wie eine elektromagnetische Welle verh alten kann, während die Teilchennatur von Licht erklärt, dass Licht aus Teilchen besteht, die Photonen genannt werden.
Darüber hinaus beobachtete Francesco Maria Grimaldi laut den Wissenschaftlern Francesco Maria Grimaldi und Sir Isaac Newton, die diese beiden Naturen des Lichts zuerst bemerkten, die Beugung von Licht und stellte fest, dass Licht das Verh alten von Wellen hat, während Sir Isaac Newton fand heraus, dass, wenn ein Prisma Sonnenlicht in verschiedene Farben aufteilt, die Peripherie der erzeugten Schatten extrem scharf und klar war, was ihn dazu veranlasste, die Teilchennatur des Lichts zu erklären.
Zusammenfassung – Wellen- vs. Teilchennatur des Lichts
Welle-Teilchen-Dualitätstheorie ist eine moderne Theorie, die besagt, dass Licht sowohl Wellen- als auch Teilchenverh alten hat. Der Hauptunterschied zwischen Wellen- und Teilchennatur von Licht besteht darin, dass die Wellennatur von Licht beschreibt, dass sich Licht wie eine elektromagnetische Welle verh alten kann, während die Teilchennatur von Licht beschreibt, dass Licht aus Teilchen besteht, die Photonen genannt werden.
