=for timestamp
Sa Sep 30 15:00:53 CEST 2006

=head2 103. Hausaufgabe

=head3 Exzerpt von B. S. 380: Photonenmasse und -impuls

Entgegen unserer Definition von Photonen als Ereignisse, ordnet der Metzler
Photonen Teilcheneigenschaften zu, namentlich Masse und Impuls. Die
Herleitungsgedanken sind dabei folgende:

M<\displaystyle\left.\begin{array}{@{}l}
{} E = h f; \\
{} E = m c^2;
\end{array}\right\} \Leftrightarrow E = h f = m c^2; \Leftrightarrow m =
\frac{h f}{c^2};>

M<\displaystyle p = m c = \frac{h f}{c};>

=head3 Exzerpt von B. S. 380: Compton-Effekt

Laut Metzler kann man den Fotoeffekt so deuten, dass zwischen Photonen und
Elektronen ein unelastischer Stoß stattfindet: Die gesamte Photonenenergie M<E
= h f> wird an Elektronen übergeben.

Beim Compton-Effekt findet ein elastischer Stoß zwischen einem Photon und einem
Elektron statt. Ankommende Photonen über­tra­gen also einen Teil ihrer Energie
und ihres Impulses auf (freie) Elektronen.

Eine mathematische Konsequenz dieses teilweisen Energieübertrags ist, dass sich
die Photonfrequenz ändern muss: Wird M<E> in der Formel M<E = h f> kleiner, so
muss auch M<f> kleiner werden.

Quantitativ: Wird M<E> um M<\Delta E> kleiner, so muss M<f> um M<\frac{\Delta
E}{h}> kleiner werden.

=head3 Fragen

=over

=item *

Ist die Anwendung der Formel M<E = m c^2> bei Photonen zulässig?

=item *

Wie kann im Metzler von einer Photonenmasse und -impuls gesprochen werden, wo
doch Photonen Ereignisse sind -- also mathematische Objekte ohne Energie,
Masse, Impuls etc.? Wie kann der Metzler von (un-)elastischen Stößen mit
Photonen sprechen?

=item *

Viele Quellen -- nicht nur der Metzler, auch die Wikipedia und Vortragsskripte
-- sprechen Photonen Teilcheneigenschaften zu. Dies ist ein erheblicher
Konflikt zu unserer Definition von Photonen als Ereignisse.

Zusätzlich sehe ich nicht, wie unser Modell den Compton-Effekt erklären könnte,
da ja der in der Erklärung im Metzler zentrale Begriff des elastischen Stoßes
nicht auf Ereignisse anwendbar ist.

=back

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