Wellenoptik

Zusammenfassung

Nach der Quantenphysik wird eine elektromagnetische Welle dann abgestrahlt, wenn ein System, z.B. ein Atom, aus einem angeregten Zustand (excited state) in einen energetisch tiefer liegenden Zustand, z.B. den Grundzustand (ground state), d.h. den tiefsten, stabilen Energiezustand, übergeht. Die Frequenz f der Welle folgt aus der Beziehung f = ΔE/h wobei h die Planck-Konstante (s.A.1, S.580) und ΔE den Energieunterschied zwischen den beiden Zuständen bezeichnet. Die Dauer τ des Emissionsvorgangs nennt man auch mittlere Lebensdauer (mean life time) des angeregten Zustandes. Mit den Methoden der Quantenphysik ist es möglich, sowohl die Energiedifferenz ΔE als auch die zugehörige Lebensdauer τ zu berechnen. Wir nehmen diese Größen hier als gegeben an. Aus τ ergibt sich mit der Lichtgeschwindigkeit c für die Länge λ_c des Wellenzuges (Kohärenzlänge, coherence length)

$$ {l_c} = c\tau $$

(478)

und für die Halbwertsbreite der zugehörigen Spektrallinie

$$ \Delta f \approx \frac{1}{\tau }.$$

(479)

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Max von Laue: Wirklichkeit ist etwas, das Wirkungen ausübt.