Wie viele Photonen gibt es in einem Lichtstrahl?

Sehr interessant sind auch die Vorlesungen von Richard Feynman die er in Neuseeland gehalten hat.

http://vega.org.uk/video/subseries/8

Speziell Part 2 dürfe hier interessant sein, da geht es um Reflektion.
Ab ~Minute 28 spricht er über die Reflektion an einem Spiegel.

@imous
Ich weiß nicht, inwieweit es dir weiterhilft.
Aber soweit ich das verstanden habe, muss man erstmal die Leistung der Lichtquelle wissen.
Aber lies doch einfach hier nach.

http://www.matheplanet.com/matheplanet/nuke/html/viewtopic.php?topic=141417

Da hast du auch den Rechenweg.

sorry

@naas
@mojorisin

Wenn die Photonensich in Materie wie z.B. in Glas langsamer bewegen als durch Luft, müsste es einen Photonenstau im Glas der Taschenlampe geben und das Glas müsste heller sein als die gewollt beleuchtete Fläche. Warum kommen den die Photonen nicht durch ein dünnes weit weniger dichtes Holzscheibchen anstelle der Glasfront der Lampe? :)

Leistung der Lichtquelle/Energie des Lichtquants/Lichstrahllänge/Lichtgeschwindigkeit*Medienfaktor ?

@Primpfmümpf
Im Holz wird das Licht absorbiert, im Glas nur gebrochen.

Materie besteht zu großen Teilen aus elektrischen Ladungen, welche durch das Lichtfeld beschleunigt werden können. Dadurch werden Elektronen angeregt, atome in Schwingungen versetzt usw.. Diese Übergänge können aber nur bestimmte diskrete Werte annehmen, und hängen von der Art und Umgebung der Atome und Moleküle ab. Wenn nun die Energie des Lichtes mit einer Frequenz v
E=hv
mit der Energie eines solchen Überganges übereinstimmt so wird das Licht mit hoher Wahrscheinlichkeit absorbiert, und es reichen wenige Atom- oder Moleküllagen damit nichts mehr durchkommt.
Daher kann das Licht je nach Frequenz bestimmte Materialien durchdringen andere hingegen nicht.

@Primpfmümpf

genau.. es ist nicht so das jedes material was unter 'normalem' licht transparent ist auch unter jeder anderen wellenlänge bzw. frequenz transparent ist, so gibt es elektromagnetische wellen die nicht durch glas kommen, mir fällt da spontan ultraviolette strahlung ein, da wirkt glas dann wie ne ganz normale wand, andererseits gibt es elektromagnetische wellen mit denen kannst du dein skelett durch die haut betrachten ^^

@Zotteltier
@canpornpoppy

Es king einfach nur um die Aussage dass sich die "Photonen" in Materie langsammer bewegen als in keiner, oder, durch keine Materie.

Wenn das Lich mit Lichtgeschwindigkeit vom Glühfaden zum Lampenglas kommt, dann aber beim durchqueren der Glaswand abgebremmst wird.. ja warum wird das Glas nicht immer heller. Die Photonendichte müsste sich in sekunden vervielfacht haben weil von hinten ja ständig welche mit Lichtgeschwindigkeit hinzukommen.

Was verstehst du unter "Absorption" von Licht? Nichts werden geht nicht. Die Elemente eines Elements, werden getrennt und/oder mit anderen verbunden. Wie Feuer zu Rauch wird.

Wenn jetzt etwas was das reine Licht darstellen soll nicht durch die Holzscheibe an stelle des Glases der Lampe gelangt, ja wohin kommen dann die "absorbierten" "Photonen". Lagern sie sich alle im Lampenkop ab? Was heist absorbiert?

Die UV-Frequenz kommt nicht durch das Glas weil die höchere Glasdichte die UV-Frequenz verändert. Durch kommt es immer noch, nur nicht als Ultra Violett. Und wenn das Glass matter ist ebenfalls. Bis dass Glass "undurchlässig" wie Papier ist und die Frequenz des Papieres verändert wird wie man es an ausgebleichten Werbeplakaten sieht. Wäre dass absorbiert?

Die UV-Frequenz kommt durch das Glas weil... meinte ich

@Primpfmümpf

Primpfmümpf schrieb:Was verstehst du unter "Absorption" von Licht? Nichts werden geht nicht

Photon hat Energie. Elektronen in einem Atom können auch verschiedenen Energiezustände haben.

--> Ist die Energie eines Photons gerade groß genug um ein Elektron von einem niedrigen in einen höheren Energiezustand anzuheben wird es absorbiert. Es ist dann weg die Energie allerding bleibt erhalten (Der Impuls auch aber das ist hier jetzt nicht so wichtig). Später kann das Elektron wieder, unter Abgabe eines Photons, seinen Energiezustand wechseln.

Anwendungen:
Solarzellen: Energie der Phototenen wird in elektrische Energie gewandelt.
Laser: elektrische Energie wird in Photonen und somit elm. Energie gewandelt.

@mojorisin

Naja.. übrigens müsste man Photonen nur mit einer Lupe vervielfachen können, statt zu bündeln. Denn wenn der gebündelte "Photontenstrahl" z.B. auf das Blatt Paier trifft, sieht man diesen Punkt nur stärker, was nicht heißen muss das es gebündelter zu Betrachter des Punktes kommt. Es ist nur heller. Wenns gebündelter wäre dann würden einige Betrachter nur innerhalb eines bestimmten dreidimensionalem Winkels den Punkt sehen(die um das Blatt herum stehen). Das heist der gebündelte Strahl erreicht trotzdem noch jeden dreidimensionalen Punkt und noch weiter als zuvor über dem Radius hinaus.

Beim bündeln zum Laser das selbe..wenns so wäre das der sichtbare Laser aus "Photonen" besteht

Und Solarzellen nutzen die thermischen Frequenzen der Sonne.

@Primpfmümpf

Primpfmümpf schrieb:Naja.. übrigens müsste man Photonen nur mit einer Lupe vervielfachen können, statt zu bündeln.

Also wie das funktionieren sollte und wie du dir das vorstellst musst du dann aber schon erklären.
Da werde ich nicht daraus schlau. Woher sollen denn die zusätzlichen Photonen kommen?

Primpfmümpf schrieb:Denn wenn der gebündelte "Photontenstrahl" z.B. auf das Blatt Paier trifft, sieht man diesen Punkt nur stärker, was nicht heißen muss das es gebündelter zu Betrachter des Punktes kommt.

Licht sieht man prinzipiell erst einmal gar nicht. Erst wenn Photonen auf dein Auge treffen "sieht" man etwas. Und jetzt kommt Streuung ins Spiel und Intensität d.h. Photonen pro Fläche und Zeit. Nimm einfach mal an 10^20 Photonen/s von einer Fläche mit 1 m^2 kommt in dein Auge und 10^20 Photonen/s von einer Fläche mit 1 cm^2 kommt in dein Auge welche erscheint dir heller?

Die Reflexion eines Materials hängt z.B. stark mit der Oberflächenrauhigkeit zusammen (Ein Spiegel ist nur wirklich gut wenn die Oberflächenrauhigkeit unterhalb der halben Wellenlänge sichtbaren Lichtes liegt). Des Weiteren auch davon welche Wellenlängen absorbiert werden.

Du kannst einen ganz einfachen Versuch selber machen. Nimm einen Spiegel und du wirst sehen er reflektiert das Licht perfekt. Und dann nimmst du z.B. eine Metallschraube und zerkratzt die Spiegeloberfläche. Wenn du die ganze Oberfläche zerkratzt hast, siehst du eine weiße Oberfläche.

Die Rauheit der Spiegelfläche muss dafür kleiner sein als etwa die halbe Wellenlänge des Lichts. Eine rauere weiße Fläche remittiert ebenfalls alles Licht, jedoch wird dieses hierbei ungeordnet in alle Richtungen gestreut.

Wikipedia: Spiegel

Primpfmümpf schrieb:Wenns gebündelter wäre dann würden einige Betrachter nur innerhalb eines bestimmten dreidimensionalem Winkels den Punkt sehen(die um das Blatt herum stehen).

Das kapier ich nicht. Worauf begründest denn du deine Aussagen? Was hat denn Fokussierung mit Reflexion (außer bei einem konkaven Spiegel) oder mit Streuung zu tun?

Primpfmümpf schrieb:Das heist der gebündelte Strahl erreicht trotzdem noch jeden dreidimensionalen Punkt und noch weiter als zuvor über dem Radius hinaus.

Warum sollte ein gebündelter Strahl jeden 3d Punkt erreichen? Gebündelt heißt doch eben nur in einem bestimmten Raumwinkel.

Primpfmümpf schrieb:Beim bündeln zum Laser das selbe..wenns so wäre das der sichtbare Laser aus "Photonen" besteht

Hast du jemals schon gelesen wie ein Laser funktioniert? Irgendwie ist das alles doch sehr konfus was du da schreibst. Ich meine der Photoeffekt zeigt doch sehr deutlich den Teichencharakter von Licht (elektromagnetischen Wellen). Statt Photonen kannst du natürlich auch Wellenpakete sagen, aber das ändert nichts an der Tatsache des Teilchenaspektes von Licht.

Primpfmümpf schrieb:Und Solarzellen nutzen die thermischen Frequenzen der Sonne.

Solarzellen nutzen haupsächlich sichtbares Licht da die Energie von diesem reicht um Elektronen in das Leitungsband zu heben. Infrarotstrahlung wird nicht bei Solarzellen sondern bei Solarthermik benutzt, d.h. vor allem zur Warmwasseraufbereitung.
Wikipedia: Solarthermie

Falls dich das Thema Optik wirklich interessiert gbt es hier eine gute Seite für den Einstieg in Optik:
http://www.geometrische-optik.de/inhalt.html

Klar leuchtet das glas einer lampe heller wenn sie an ist. aber im infrarot bereicht, dass kannst du nicht sehen aber wenn du mir nicht glaubst, dann fass sie mal an. aber dabei sollte man auch nicht vergessen, dass in keiner lampe ein vakuum herrscht. normale glühbirnen sind mit stickstoff gefüllt. leuchtstoffrören usw mit anderen gasen. ich würde sagen in einem lichtstrahl ist nur 1 photon. ich glaube auch nicht das sich ein photon bewegt, sondern sich stendig teleportiert 300.000 in der sekunde in alle richtingen. so ensteht die räumliche nichtlokalität. und in den raum eines photons passen auch unzählige andere photonen. diese photonenblasen können sich auch überlagern und überschneiden. wird die position eines photons bestimmt durch wechselwirkung löst sich die blase auf. und das photon muss neu anfangen. das ist meine these