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Das Photon

Das Photon ist das Boson der elektromagnetischen Wechselwirkung. Es ist masselos, ladungsneutral und sein eigenes Antiteilchen. Die spontane Emission oder Absorption eines Photons, wie es bei der elektromagnetischen Wechselwirkung geschieht, ist keine Verletzung des Energiesatzes, wenn es nach einer kurzer Zeit Δt wieder verschwindet. Dies folgt aus der Heisenberg‘sche Unschärferelation. Sie wurde 1926 vom deutschen Physiker Werner Heisenberg (1901-1976), dem Mitbegründer der Quantenmechanik, formuliert. Die Unschärferelation besagt, dass sich ein Teilchen niemals gleichzeitig in Ort x und Impuls p bestimmen lässt. Analog gilt dies für die Zeit t und die Energie E eines Teilchens, wobei

ΔE = c Δp

ist. Kurz: Für die Ungenauigkeiten von Ort Δx und Impuls Δp gilt:

,

wobei h die Planck‘sche Konstante mit h= 6,626 10 ⁻³⁴Js ist.

Für die Ungenauigkeiten von Energie ΔE und Zeit Δt gilt:

.

Im Allgemeinen wird ein emittiertes Photon auch gleich wieder von der Ladung absorbiert. Befindet sich jedoch eine andere Ladung in der Nähe, so ist es möglich, dass diese das Photon absorbiert. Dann findet ein Impulsübertrag zwischen den beiden Ladungen statt und somit eine Kraftwirkung.