Hintergrund
Quantenenergie
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Es kommt immer wieder zu revolutionären Einschnitten in der Wissenschaft, aber viele wollen revolutionäre Ideen gar nicht erst annehmen. Dieses beschreibt die Geschichte von Plancks Gleichung. In der klassischen Physik wurde angenommen, dass die Energie elekrtomagnetischer Strahlung kontinuierlich absorbiert oder ausgesandt wird. Bis 1900 Max Planck (1858-1947) eine radikale Behauptung aufstellte, um die Hohlraumstrahlung zu erklähren; die Idee der Quanten war geboren. Planck nahm an, das Strahlungsenergie in kleinen Portionen, den "Quanten", ausgesandt wird. Jedes Quant hat eine Energie E, die von der Frequenz f der elektomagnetischen Strahlung abhängt: |
 Foto von Max Planck. Courtesy of AIP Emilio Segre Visual Archives, W.F. Meggers Collection. |
wobei h eine fundamentale Naturkonstante, das "Planck'sche Wirkungsquantum", ist.
Diese Gleichung wurde später für die Energie sämtlicher elektromagnetischer Strahlung bestätigt.
Die Gleichung von Planck zeigt, dass je höher die Frequenz der Strahlung ist,
desto energiereicher sind die Quanten. Das erklährt zum Beispiel warum man nie von sichtbarem Licht
(
bis 
) braun werden kann,
aber von ultraviolettem Licht (von 
bis 
), selbst bei gleicher Strahlungsleistung.
Die Quanten von sichtbarem Licht haben einfach nicht genügend Energie, um die chemischen Reaktionen in der Haut zu starten!
Figure: Sichtbares Spektrum.
Courtesy of NASA.
Die Quantenenergie des Lichts sollte nicht mit der Strahlungsleistung verwechselt werden! Die Strahlungsleistung ist die Gesammtenergie, also Anzahl der Quanten pro Sekunde mal Quantenenergie. Sichtbares Licht kann also sehr wohl mehr Energie pro Sekunde besitzen als UV-Licht - braun wird man davon aber nicht.
Das theoretische Hohlraumstrahlungsspektrum, das von Planck unter der Annahme
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 Foto von Max Planck mit seiner Handschrift. Courtesy of the Archives, California Institute of Technology. |
Viele andere Wissenschaftler, unter anderen Wien, Rayleigh und Jean, versuchten das Spektrum der Hohlraumstrahlung mit der klassischen Wellentheorie zu erklähren und sind fehlgeschlagen. Jedoch war die Idee von quantisierter Energie zu jener Zeit zu revolutionär für die meisten Wissenschaftler (Sogar Planck selber war von seinen Schlussfolgerungen überrascht). Plancks Idee war bis 1905, als Einstein Plancks Gleichung für die photoelektrische Emission aus der Gleichung herleitete, nicht generell akzeptiert. Die Idee der quantisierten Energie verleitete Einstein dazu, den Welle-Teilchen-Dualismus des Lichts und anderer elektromagnetischer Strahlung vorzuschlagen. Planck legte mit seiner Gleichung den Grundstein für die Quantentheorie. |
Potenzielle Energie 
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In der deutschen Version ist auf Grund der Kompatibilität zur englischen Version der Punkt als Dezimalzeichen beibehalten worden.
"Black holes aren't black - After Hawking they shine!"
"Schwarze Löcher sind nicht schwarz - Nach Hawking strahlen sie!"
Presentiert von Angie, Matthias and Thorsten
Team C007571,ThinkQuest Internet Challenge 2000.
Zuletzt geändert: 2000-08-10.