Quant

Quant symbolisiert, abgeleitet aus dem Wort Quantum, eine kleine Menge. Eingang in die Physik fand der Begriff mit der Erklärung der Strahlungscharakteristik des Schwarzen Körpers durch Max Planck. Dieser führte dazu eine neue Naturkonstante h der Dimension Energie * Zeit ein, die er als "Wirkungsquantum" bezeichnete.

Energie findet sich im elektromagnetischen Feld in Form von Photonen, räumlich begrenzten Wellenzügen. Die Farbe dieser Photonen (ihre Schwingungsfrequenz) und ihre Energieinhalt sind durch die Gleichung E = h * 2Pi * f verknüpft.

Dass der Übergang von Energie zwischen dem Feld und der Energiequelle oder Senke "gequantelt" erfolgt, ist nicht zuforderst auf das Feld, sondern die Quelle/Senke zurückzuführen, die -in der einfachsten Form ein harmonischer Oszillator- Energie nur in ganzzahligen(?) Vielfachen einer bestimmten Nullpunktsenergie speichern kann. Aufgrund der Energieerhaltung ergibt sich dann die Strahlungscharakteristik Spektrum.

Erläuterung: In der normalen Wahrnehmung dominiert ungerechtfertigt die Energiequantelung. Übersehen wird dabei, dass die Frequenz nicht an sich ganzzahlig ist, sondern dass ein periodisches Ereignis durch die sogenannte Fourieranalyse in ein Spektrum von Oberwellen zerlegt werden kann, wobei die Grundwelle der Periode entspricht. Bei der Ableitung der Strahlungsgesetze hat Planck die Hohlraumstrahlung eines Körpers mit ideal glatten und parallelen Wänden vorausgesetzt. Daher ist die Energie gequantelt, aber im Grenzwert eines unendlich großen Hohlraums ist das Energiequantum Null und damit das Spektrum kontinuierlich. In der Konsequenz bedeutet dies, dass mit fortschreitender Zeit und der Expansion des Raumes Ereignisse auftreten, die durch immer kleinere Energieunterschiede gekennzeichnet und damit auch voneinander unterscheidbar sind. Dieser Beitrag ist auf der Definitionsseite zur Diskussion gestellt und der Verfasser ist auch einer Diskussion interessiert. RaiNa 09:13, 21. Jan 2004 (CET)

Ein Quant ist die kleinste mögliche Energiemenge eines quantenmechanischen Feldes. Es tritt bei Strahlung (Wellen) des Feldes mit Teilcheneigenschaften auf, und bei statischen Feldern (Wechselwirkung zwischen Teilchen) als virtuelles Teilchen.

Strahlung kann nur in Form von ganzen Quanten erzeugt und absorbiert werden. Hierbei ist die Energie des Quants proportional zur Frequenz und der Impuls umgekehrt proportional zur Wellenlänge.

Beispielsweise ist das Quant des elektromagnetischen Feldes das Photon. Auch die Materie wird in der Quantenfeldtheorie durch Felder beschrieben, die Teilchen, z.B. das Elektron, sind dann die Quanten dieses Feldes.

Siehe auch: Quantenphysik, Quantenelektrodynamik