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Der Comptoneffekt Lichtqumten verdünnen sich nach ihrer Absendung aus einem Atom sehr rasch, und Absorptionen kommen zustande, indem sich ein Atom aus einem Lichtsstrom ein Wellenpaket "herausfischt", das einen Quantensprung dieses Atoms "finanzieren" kann. Der Comptoneffekt beschreibt den Stoß eines elektromagnetischen Wellenfeldes auf ein ruhendes Elektron, und da das Planck'sche Wirkungsquantum h in der Formel für den Comptonefeffekt zu finden ist, sieht es so aus, als würden nur Photonen solche Stöße machen können. Jedenfalls wurde der Comptoneffekt in den frühen Jahren des vorigen Jahrhunderts als Beweis für die reale Existenz der Photonen gefeiert. Die bekannte und empirisch bewährte Formel für den Comptoneffekt lautet lamda1
- lamda2 = lamda0* (1 - cos(Alpha)).....................(1) Diese Formel (1), die übrigens
mithilfe der speziellen Relativitätstheorie SRT
abgeleitet wurde, zeigt, dass ihre linke Seite nicht
von der Energie der stoßenden Welle sondern nur
von der Differenz ihrer Wellenlängen vor und nach dem
Stoß abhängt. Die beiden wichtigen Elemente der
Ableitung dieser Formel sind der Impulssatz
und der Energiesatz, die besagen, dass
der Gesamtimpuls und die Gesamtenergie vor dem Stoß und
nach dem Stoß gleich sein müssen. Das hilfreiche
anschauliche Impulsdreieck, das den
Impulssatz für den Stoß auf das Elektron graphisch
darstellt, zeigt, dass bei festgehaltenem Ablenkwinkel
Alpha der stoßenden Welle - unabhängig
von der ursprünglichen Energie der
stoßenden Welle - jene Richtung
unberührt bleibt, mit der das gestoßene
Elektron losfliegt. Lediglich der Betrag
des Impulses des wegfliegenden Elektrons hängt von der
Energie des stoßenden Wellenpakets ab. Das bedeutet,
dass der Comptoneffekt nicht nur für stoßende Photonen
gilt, die von den Atomen für eine Absorption
akzeptiert werden, sondern auch für beliebig kleine
stoßende Wellenpakete mit bekannter Frequenz.
Der Comptoneffekt ist somit kein Beweis
für die reale Partikeleigenschaft des Lichts. m*m*v*v*c*c = h*h*(Nue*Nue +
Nue'*Nue'- 2*Nue*Nue'*cos(Alpha))....................(5) |