Challenges
Datasets
Workspaces
Papers
Discussions
Leaderboard
Log inSign up
Challenges
Datasets
Workspaces
Papers
Discussions
Leaderboard
Blog
Job Board
Q3AS

© 2026 Aqora Quantum S.A.S.

TermsPrivacyLegal Notice

Vieweg+Teubner eBooks

Photonenstatistik

Harry Paul

Published Jan 1, 1985• 1 citation
Publisher

Abstract

Wie schon des öfteren erwähnt, äußert sich der korpuskulare Charakter des Lichts am eindrucksvollsten beim fotoelektrischen Effekt. Letzterer läßt sich in Fotozählern zum Registrieren einzelner Photonen ausnutzen. Die Auswertung solcher Zähldaten gewährt dann, wie wir in diesem Kapitel näher ausführen werden, genauere Einblicke in die Beschaffenheit elektromagnetischer Felder. Es wird so gewissermaßen die „Feinstruktur“ von Strahlungsfeldern — in Gestalt von Fluktuationsvorgängen — erkennbar, die der bisherigen, auf das Auge oder die fotografische Platte angewiesenen und daher auf die Messung von zeitlichen Mittelwerten der Intensität beschränkten, Beobachtung notwendig verborgen bleiben mußten.

DOI
10.1007/978-3-663-01962-6_8

Related papers

Photonenstatistik

Harry Paul

Wie schon des öfteren erwähnt, äußert sich der korpuskulare Charakter des Lichts am eindrucksvollsten beim photoelektrischen Effekt. Letzterer läßt sich in Photozählern zum Registrieren einzelner Photonen ausnutzen. Die Auswertung solcher Zähldaten gewährt dann, wie wir in diesem Kapitel näher ausführen werden, genauere Einblicke in die Beschaffenheit elektromagnetischer Felder. Es wird so gewissermaßen die „Feinstruktur“ von Strahlungsfeldern — in Gestalt von Fluktuationsvorgängen — erkennbar, die der früheren, auf das Auge oder die photographische Platte angewiesenen und daher auf die Messung von zeitlichen Mittelwerten der Intensität beschränkten, Beobachtung notwendig verborgen bleiben mußten.

Vieweg+Teubner eBooks•Jan 1, 1995•1 citation

Photonenstatistik

Harry Paul

Wie schon des öfteren erwähnt, äußert sich der korpuskulare Charakter des Lichts am eindrucksvollsten beim photoelektrischen Effekt. Letzterer läßt sich in Photozählern zum Registrieren einzelner Photonen ausnutzen. Die Auswertung solcher Zähldaten gewährt dann, wie wir in diesem Kapitel näher ausführen werden, genauere Einblicke in die Beschaffenheit elektromagnetischer Felder. Es wird so gewissermaßen die „Feinstruktur“ von Strahlungsfeldern — in Gestalt von Fluktuationsvorgängen — erkennbar, die der früheren, auf das Auge oder die photographische Platte angewiesenen und daher auf die Messung von zeitlichen Mittelwerten der Intensität beschränkten, Beobachtung notwendig verborgen bleiben mußten.

Teubner-Studienbücher. Physik•Jan 1, 1995•0 citations

Atome im nichtklassischen Licht

HERBERT WALTHER

Abstract Fragen der Photonenstatik von Lichtquellen sind in der Quantenoptik in den letzten Jahren sehr intensiv untersucht worden. Von besonderem Interesse ist dabei die Erzeugung der sogenannten nichtklassischen Strahlung. Diese ist nur bei einer quantenmechanischen Behandlung des Strahlungsfeldes erlaubt und kann nicht durch ein klassisches elektromagnetisches Feld dargestellt werden. Im Photonenbild entspricht der nichtklassischen Strahlung eine gleichmäßige Folge von Photonen. Ein solcher Lichtstrahl ist für die optische Kommunikation von sehr großem Interesse, da ein Optimum an Information übertragen werden kann; außerdem sind die Intensitätsschwankungen minimal. Aus diesem Grunde ist die Untersuchung der Bedingungen, die zur Erzeugung des nichtklassischen Lichtes führen, von großer Bedeutung. Es zeigt sich, daß die Herstellung der Strahlung in einem Maser/Laser dann möglich ist, wenn die Verluste außerordentlich klein gehalten werden; außerdem müssen die Energieaustauschprozesse zwischen Strahlungsfeld und Atomen sehr genau kontrolliert werden, so daß hierbei keine zusätzlichen Photonen verloren gehen. Diese Prozesse sind von grundsätzlichem Interesse, da sie eine Messung von Strahlungsfeldern erlauben, ohne daß dabei Photonen vernichtet werden, wie es normalerweise der Fall ist.

Physikalische Blätter•Jan 1, 1991•3 citations

Modellierung von Photonenströmen zur vergleichenden Autokorrelationsanalyse

F. R. Keßler

Nachdem Photonenströme bzw. einzelne Photonen mit hoher zeitlicher Auflösung durch Photonendetektoren quantitativ erfaßt werden können, haben Theorie und Praxis der Autokorrelationsanalyse der Strahlungssignale eine wachsende Bedeutung erhalten. Einerseits prägt sich hier das Fundamentalverständnis der „Quantenoptik“ aus, andererseits bieten sich damit spezielle Möglichkeiten einer spektral sehr hoch auflösenden „Korrelationsspektroskopie“. Überdies lassen sich aus einer experimentell erhaltenen Autokorrelationsfunktion (AKF) weitergehende Rückschlüsse auf die Qualität der Strahlungsquelle und/oder die Wechselwirkung der Photonen mit der durchstrahlten Materie ziehen. Die Arbeit befaßt sich mit der Computer-gestützten Modellierung von Photonenströmen, wobei verschiedene theoretische Ansätze zur zeitlichen Abfolge der Photonen zu symptomatisch verschiedenen Zeitfunktionen führen, die entsprechend charakteristische statistische Schwankungen enthalten. Die anhand solcher „Modell-Photoströme“ ermittelten spezifischen Typen der AKF erlauben durch Vergleich mit experimentellen Resultaten deren weitergehende qualitative und u. U. auch quantitative Interpretation. – Innerhalb dieser Thematik ist auch das „Inversenproblem“ anzusprechen, d.h. die Frage nach der Möglichkeit eines eindeutigen Rückschlusses von der AKF auf eine bestimmte Zeitfunktion bzw. Statistik des vorliegenden Photonenstromes zu erörtern. Dabei ist u. a. auch zu berücksichtigen, daß die die Autokorrelation bestimmende Zeitfunktion der Photonenabfolge und die statistische Häufigkeitsverteilung der innerhalb der Samplingzeit des Detektors erfaßten Photonenanzahl unabhängig voneinander variieren können. Nach referierenden Ausführungen zu Grundlage und Computer-gestützter Realisierung der Autokorrelationsanalyse (AKA) von Photonenströmen, sowie zur Photonenstatistik bzw. zum Photonenrauschen beim Emissionsprozess unterschiedlicher Lichtquellen bzw. nach dem Durchgang von Licht durch Materie, werden sodann im Sinne der Zielsetzung der vorliegenden Arbeit eine Reihe charakteristischer Photonenströme berechnet und der AKA unterworfen. Die Modelle erfassen dabei die zeitlich-statistische Abfolge bzw. die Häufigkeitsverteilung der Einzelphotonen, das sukzessive Auftreten von Photonen-“Pulks“ bestimmter „Form“ und die Existenz eines Photonen-“Gleichstroms“ mit überlagerten statistischen Schwankungen. Bei den erhaltenen Typen der AKF finden sich exponentiell oder Gauß-förmig relaxierende, oszillatorische und gedämpft oszillierende Anteile in spezifischer Überlagerung, deren Auftreten im Einzelfall begründend diskutiert wird.

•Jan 1, 2001•0 citations

Effekte bei Ein—Elektron—Atomen

Gerd Otter, Raimund Honecker

ZusammenfassungDie Ein-Elektron-Atome sind die überschaubarsten Gebilde der Atomphysik. An ihnen lassen sich daher am einfachsten die Grundmechanismen der Wechselwirkung zwischen Elektronen und Kern aufzeigen. Ihre Behandlung nimmt daher im Band I Kap.5 einen entsprechend breiten Raum ein. Während dort die Entfaltung des Lehrstoffs jedoch mehr nach didaktischen Gesichtspunkten ausgearbeitet ist, lassen wir uns im vorliegenden Kapitel mehr von physikalischen Merkmalen leiten. Zunächst gehen wir in Abschn.14.1 auf die Eigenschaften des Wasserstoffatoms bzw. der wasserstoffartigen Atome und wegen der Ähnlichkeit der Beschreibung auch auf die exotischen Atome ein. Sodann widmen wir uns in Abschn.14.2 Problemen der Aussendung spontaner und induzierter Strahlung einschließlich ihrer Auswahlregeln und besprechen einige Eigenschaften der ausgesandten Strahlung. Erst in Abschn.14.3 schauen wir uns die Effekte genauer an, die beim Anlegen äußerer elektrischer und magnetischer Felder auftreten. Auch hier konzentrieren wir uns hauptsächlich auf das H-Atom als typisches Beispiel.

Vieweg+Teubner eBooks•Jan 1, 2001•0 citations

Schluß

Reinhold Fürth

So haben uns also, wie wir bereits in der Einleitung vorweg nahmen, die Untersuchungen über die Schwankungserscheinungen tatsächlich fast durch das gesamte, bis jetzt bekannte Gebiet der Physik geführt. Wir haben gesehen, welche bedeutenden Aufschlüsse zum Verständnis der physikalischen Vorgänge uns schon die wenigen bis jetzt genauer untersuchten Schwankungsvorgänge zu vermitteln vermögen. Es scheint deshalb von größtem Interesse, das auf diesem Gebiete Erforschte weiter auszubauen und die Untersuchungen auf andere Erscheinungen auszudehnen, um auf diese Weise schließlich auf exakt experimenteller Basis zu einer sicheren Erkenntnis des Mikrokosmos von Materie, Elektrizität und Strahlung zu gelangen.

Vieweg+Teubner eBooks•Jan 1, 1920•0 citations
Wie schon des öfteren erwähnt, äußert sich der korpuskulare Charakter des Lichts am eindrucksvollsten beim fotoelektrischen Effekt. Letzterer läßt sich in Fotozählern zum Registrieren einzelner Photonen ausnutzen. Die Auswertung solcher Zähldaten gewährt dann, wie wir in diesem Kapitel näher ausführen werden, genauere Einblicke in die Beschaffenheit elektromagnetischer Felder. Es wird so gewissermaßen die „Feinstruktur“ von Strahlungsfeldern — in Gestalt von Fluktuationsvorgängen — erkennbar, die der bisherigen, auf das Auge oder die fotografische Platte angewiesenen und daher auf die Messung von zeitlichen Mittelwerten der Intensität beschränkten, Beobachtung notwendig verborgen bleiben mußten.
Wie schon des öfteren erwähnt, äußert sich der korpuskulare Charakter des Lichts am eindrucksvollsten beim photoelektrischen Effekt. Letzterer läßt sich in Photozählern zum Registrieren einzelner Photonen ausnutzen. Die Auswertung solcher Zähldaten gewährt dann, wie wir in diesem Kapitel näher ausführen werden, genauere Einblicke in die Beschaffenheit elektromagnetischer Felder. Es wird so gewissermaßen die „Feinstruktur“ von Strahlungsfeldern — in Gestalt von Fluktuationsvorgängen — erkennbar, die der früheren, auf das Auge oder die photographische Platte angewiesenen und daher auf die Messung von zeitlichen Mittelwerten der Intensität beschränkten, Beobachtung notwendig verborgen bleiben mußten.
Wie schon des öfteren erwähnt, äußert sich der korpuskulare Charakter des Lichts am eindrucksvollsten beim photoelektrischen Effekt. Letzterer läßt sich in Photozählern zum Registrieren einzelner Photonen ausnutzen. Die Auswertung solcher Zähldaten gewährt dann, wie wir in diesem Kapitel näher ausführen werden, genauere Einblicke in die Beschaffenheit elektromagnetischer Felder. Es wird so gewissermaßen die „Feinstruktur“ von Strahlungsfeldern — in Gestalt von Fluktuationsvorgängen — erkennbar, die der früheren, auf das Auge oder die photographische Platte angewiesenen und daher auf die Messung von zeitlichen Mittelwerten der Intensität beschränkten, Beobachtung notwendig verborgen bleiben mußten.
Abstract Fragen der Photonenstatik von Lichtquellen sind in der Quantenoptik in den letzten Jahren sehr intensiv untersucht worden. Von besonderem Interesse ist dabei die Erzeugung der sogenannten nichtklassischen Strahlung. Diese ist nur bei einer quantenmechanischen Behandlung des Strahlungsfeldes erlaubt und kann nicht durch ein klassisches elektromagnetisches Feld dargestellt werden. Im Photonenbild entspricht der nichtklassischen Strahlung eine gleichmäßige Folge von Photonen. Ein solcher Lichtstrahl ist für die optische Kommunikation von sehr großem Interesse, da ein Optimum an Information übertragen werden kann; außerdem sind die Intensitätsschwankungen minimal. Aus diesem Grunde ist die Untersuchung der Bedingungen, die zur Erzeugung des nichtklassischen Lichtes führen, von großer Bedeutung. Es zeigt sich, daß die Herstellung der Strahlung in einem Maser/Laser dann möglich ist, wenn die Verluste außerordentlich klein gehalten werden; außerdem müssen die Energieaustauschprozesse zwischen Strahlungsfeld und Atomen sehr genau kontrolliert werden, so daß hierbei keine zusätzlichen Photonen verloren gehen. Diese Prozesse sind von grundsätzlichem Interesse, da sie eine Messung von Strahlungsfeldern erlauben, ohne daß dabei Photonen vernichtet werden, wie es normalerweise der Fall ist.
Nachdem Photonenströme bzw. einzelne Photonen mit hoher zeitlicher Auflösung durch Photonendetektoren quantitativ erfaßt werden können, haben Theorie und Praxis der Autokorrelationsanalyse der Strahlungssignale eine wachsende Bedeutung erhalten. Einerseits prägt sich hier das Fundamentalverständnis der „Quantenoptik“ aus, andererseits bieten sich damit spezielle Möglichkeiten einer spektral sehr hoch auflösenden „Korrelationsspektroskopie“. Überdies lassen sich aus einer experimentell erhaltenen Autokorrelationsfunktion (AKF) weitergehende Rückschlüsse auf die Qualität der Strahlungsquelle und/oder die Wechselwirkung der Photonen mit der durchstrahlten Materie ziehen. Die Arbeit befaßt sich mit der Computer-gestützten Modellierung von Photonenströmen, wobei verschiedene theoretische Ansätze zur zeitlichen Abfolge der Photonen zu symptomatisch verschiedenen Zeitfunktionen führen, die entsprechend charakteristische statistische Schwankungen enthalten. Die anhand solcher „Modell-Photoströme“ ermittelten spezifischen Typen der AKF erlauben durch Vergleich mit experimentellen Resultaten deren weitergehende qualitative und u. U. auch quantitative Interpretation. – Innerhalb dieser Thematik ist auch das „Inversenproblem“ anzusprechen, d.h. die Frage nach der Möglichkeit eines eindeutigen Rückschlusses von der AKF auf eine bestimmte Zeitfunktion bzw. Statistik des vorliegenden Photonenstromes zu erörtern. Dabei ist u. a. auch zu berücksichtigen, daß die die Autokorrelation bestimmende Zeitfunktion der Photonenabfolge und die statistische Häufigkeitsverteilung der innerhalb der Samplingzeit des Detektors erfaßten Photonenanzahl unabhängig voneinander variieren können. Nach referierenden Ausführungen zu Grundlage und Computer-gestützter Realisierung der Autokorrelationsanalyse (AKA) von Photonenströmen, sowie zur Photonenstatistik bzw. zum Photonenrauschen beim Emissionsprozess unterschiedlicher Lichtquellen bzw. nach dem Durchgang von Licht durch Materie, werden sodann im Sinne der Zielsetzung der vorliegenden Arbeit eine Reihe charakteristischer Photonenströme berechnet und der AKA unterworfen. Die Modelle erfassen dabei die zeitlich-statistische Abfolge bzw. die Häufigkeitsverteilung der Einzelphotonen, das sukzessive Auftreten von Photonen-“Pulks“ bestimmter „Form“ und die Existenz eines Photonen-“Gleichstroms“ mit überlagerten statistischen Schwankungen. Bei den erhaltenen Typen der AKF finden sich exponentiell oder Gauß-förmig relaxierende, oszillatorische und gedämpft oszillierende Anteile in spezifischer Überlagerung, deren Auftreten im Einzelfall begründend diskutiert wird.
ZusammenfassungDie Ein-Elektron-Atome sind die überschaubarsten Gebilde der Atomphysik. An ihnen lassen sich daher am einfachsten die Grundmechanismen der Wechselwirkung zwischen Elektronen und Kern aufzeigen. Ihre Behandlung nimmt daher im Band I Kap.5 einen entsprechend breiten Raum ein. Während dort die Entfaltung des Lehrstoffs jedoch mehr nach didaktischen Gesichtspunkten ausgearbeitet ist, lassen wir uns im vorliegenden Kapitel mehr von physikalischen Merkmalen leiten. Zunächst gehen wir in Abschn.14.1 auf die Eigenschaften des Wasserstoffatoms bzw. der wasserstoffartigen Atome und wegen der Ähnlichkeit der Beschreibung auch auf die exotischen Atome ein. Sodann widmen wir uns in Abschn.14.2 Problemen der Aussendung spontaner und induzierter Strahlung einschließlich ihrer Auswahlregeln und besprechen einige Eigenschaften der ausgesandten Strahlung. Erst in Abschn.14.3 schauen wir uns die Effekte genauer an, die beim Anlegen äußerer elektrischer und magnetischer Felder auftreten. Auch hier konzentrieren wir uns hauptsächlich auf das H-Atom als typisches Beispiel.
So haben uns also, wie wir bereits in der Einleitung vorweg nahmen, die Untersuchungen über die Schwankungserscheinungen tatsächlich fast durch das gesamte, bis jetzt bekannte Gebiet der Physik geführt. Wir haben gesehen, welche bedeutenden Aufschlüsse zum Verständnis der physikalischen Vorgänge uns schon die wenigen bis jetzt genauer untersuchten Schwankungsvorgänge zu vermitteln vermögen. Es scheint deshalb von größtem Interesse, das auf diesem Gebiete Erforschte weiter auszubauen und die Untersuchungen auf andere Erscheinungen auszudehnen, um auf diese Weise schließlich auf exakt experimenteller Basis zu einer sicheren Erkenntnis des Mikrokosmos von Materie, Elektrizität und Strahlung zu gelangen.