14. Elf Ebenen einer Antwort auf die Frage nach dem Licht
Verschiedene Fragen verlangen verschiedene Lichtbeschreibungen. Diese hängen über ihre gültigen Grenzfälle zusammen.
- Wahrnehmung: Quelle, Materie und Auge bilden zusammen das Sehen.
- Strahlen: Abbildung und Brechung bei großen geometrischen Skalen.
- Wellen: Interferenz und Beugung.
- Elektromagnetisches Feld: Transversale Maxwell-Wellen.
- Kein mechanischer Äther: Lorentz-invariante Vakuumlichtgeschwindigkeit.
- Energiequanten: E=hν bei Energieaustausch eines bestimmten Modus.
- Impuls: p=E/c, Strahlungsdruck und Compton-Streuung.
- Eichquant: Masselose Anregung des elektromagnetischen Feldes.
- QED: Quantenfeldtheorie von geladenen Feldern und Licht.
- Klassischer Grenzfall: Geeignete kohärente Zustände erzeugen klassische Feldbeschreibungen.
- Kausalstruktur: Lokale Vakuumlichtbahnen sind Nullbahnen.
Modellwahl: Für ein Linsenbild beginnen wir mit Strahlen, für den Doppelspalt mit Amplituden, für einzelne Detektionsereignisse mit Quantentheorie. Keine dieser Beschreibungen schafft ein Photon-Ruhesystem oder eine universelle Mindestenergie.