Aufgabensammlung Experimentalphysik

Photon

Im Rahmen der Quantenoptik werden Lichtteilchen als Photonen bezeichnet. Welche der folgenden Aussagen sind korrekt?

Aussage	Richtig	Falsch
Die Energie eines Photons wird durch dessen Frequenz bzw. Wellenlänge bestimmt.
Ein Photon kann beliebige Anteile seiner Energie abgeben.
Das (einzelne) Photon besitzt nur Teilcheneigenschaften. Die Welleneigenschaften des Lichts entstehen erst durch Überlagerung vieler Photonen.
Das Photon besitzt einen Impuls, der experimentell nachgewiesen werden kann.
Die Lichtintensität, die auf einem Sensor registriert wird, entspricht der Anzahl der Photonen, die pro Zeiteinheit auf diesen Sensor auftreffen.
Photonen sind ein reines Gedankenmodell, das experimentell nicht zugänglich ist, da keine Detektion einzelner Photonen möglich ist.

Die Energie eines Photons wird durch dessen Frequenz bzw. Wellenlänge bestimmt.: Richtig: Es gilt E_\mathrm{Ph} = hf = \frac{hc}{\lambda}.
Ein Photon kann beliebige Anteile seiner Energie abgeben.: Falsch: Photonen können nur vollständig absorbiert werden.
Das (einzelne) Photon besitzt nur Teilcheneigenschaften. Die Welleneigenschaften des Lichts entstehen erst durch Überlagerung vieler Photonen.: Falsch: Phänomene wie die Interferenz werden auch an einzelnen Photonen beobachtet. Das Photon interferiert mit sich selbst.
Das Photon besitzt einen Impuls, der experimentell nachgewiesen werden kann.: Richtig: Der Compton-Effekt weist beispielsweise den Photonenimpuls nach.
Die Lichtintensität, die auf einem Sensor registriert wird, entspricht der Anzahl der Photonen, die pro Zeiteinheit auf diesen Sensor auftreffen.: Richtig: Dies stellt in gewisser Weise eine Brücke zur Wellenoptik dar.
Photonen sind ein reines Gedankenmodell, das experimentell nicht zugänglich ist, da keine Detektion einzelner Photonen möglich ist.: Falsch: Beispielsweise können Detektoren, die auf dem äußeren Photoeffekt beruhen, aus einem einzelnen Photon einen messbaren Spannungspuls erzeugen.