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Frühe Rezeption des Konzepts von Lichtquanten

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Lichtquanten

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Zusammenfassung

Kapitel 5 schildert die frühe Rezeption des Konzepts von Lichtquanten, beginnend bei anfänglich großer Skepsis fast der gesamten scientific community (inklusive derer, die wie Max Planck und sein Schüler Max von Laue ansonsten zu den größten Förderern Einsteins gehörten). In Abschn. 5.2 wird der Compton-Effekt 1922/23 als Wegscheide interpretiert, und in Abschn. 5.3. wird noch die Theorie von Niels Bohr, H.A. Kramers und John Slater (1924) besprochen. Diese BKS-Theorie war der letzte Versuch einer Quantentheorie ohne energetisch quantisierte Lichtquanten – ein Interpretationsversuch, der mit den Korrelations-Experimenten von Walther Bothe und Hans Geiger (1924–25) sein Ende fand.

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Notes

  1. 1.

    Planck (1910), insbesondere S. 763 f., wiederabgedruckt in Planck (1958), Zitat S. 242 ff.

  2. 2.

    Siehe Kirsten & Treder (Hrsg.) 1979, hier Bd. 1, S. 96 sowie CPAE 5, S. 527.

  3. 3.

    Siehe Planck (1948) S. 22.

  4. 4.

    Siehe Millikan (1916a und b) sowie hier Abschn. 3.6–7.

  5. 5.

    Zu dieser Episode siehe Compton (1922), (1923a, b), (1927) bzw. Debye (1923); vgl. Stuewer (1975a), (1998) und dort genannte weiterführende Quellen.

  6. 6.

    Millikan (1950) S. 101–102, hier zit. auf S. 64. Für rückhaltlose Kritik an Millikans Geschichtsklitterei siehe Holton (2000) sowie Stuewer (1998) und (2014) S. 143: „Millikan’s philosophy of history: if the facts don’t fit your theory, change the facts.“

  7. 7.

    Stuewer (1998).

  8. 8.

    dem Elektrodenmaterial der Röhre, das Compton von der Firma General Electric gestellt worden war: siehe Compton (1923b) S. 410 u. 413.

  9. 9.

    Für ausführliche Ableitungen dieser Formel, die heute Schulwissen darstellt und in der Form \(\frac{h}{m_{\textrm{e}} c}= \lambda_c= 2,426\times10^{-12}\)m auch als Compton-Wellenlänge bezeichnet wird, siehe z. B. Compton (1922), (1923a), Debye (1923), sowie http://www.abi-physik.de/buch/quantenmechanik/compton-effekt/ (21.3.2016).

  10. 10.

    Sommerfeld (1919c) [4. Aufl. 1924] S. 57–59; vgl. Michael Eckert in http://edition-open-access.de/studies/2/7/index.html über sechs Auflagen dieses Standard-Lehrbuchs der Quantentheorie.

  11. 11.

    Siehe dazu Small (1986) S. 144–145, demzufolge Compton (1923) bis 1929 in den 20 international führenden Physikzeitschriften insgesamt 78-mal zitiert wurde; basierend auf dem von Small (1981) vorgelegten Physics Citation Index 1920–29; vgl. Brown (2002) zur Nachwirkung Comptons.

  12. 12.

    Robert Millikan (1924) S. 61–62 und 64.

  13. 13.

    Zum nachfolgenden siehe Bohr, Kramers & Slater (1924a) S. 785 ff. sowie Mehra & Rechenberg (1982) Bd. 1, S. 532–554, Pais (1991) S. 232–238, Kragh (2009); zu Kramers siehe Dresden (1987), zu Slater siehe Morse (1982).

  14. 14.

    Bohr, Kramers & Slater (1924a) § 1, S. 786 sowie § 2, S. 793 und ergänzend Slater (1924). Dieses Problem mit der Kausalität in Quantensprüngen war bereits 1913 von Rutherford vorgebracht worden und im Bohr-Sommerfeldschen Atommodell bislang immer als unbeantwortbar zurückgestellt worden: siehe Hentschel (2009b) für Nachweise und weiterführende Literatur. Auch Louis de Broglie (1922) und (1923) hatte ähnliche Ideen über Führungsfelder geäußert.

  15. 15.

    Ibid., S. 787. Damit spielten sie auf die Einwände von Lorentz an (siehe Abschn. 4.3).

  16. 16.

    Ibid., S. 793. Genau diese letzte Annahme wurde später als ad hoc kritisiert. In wissenschaftstheoretischer Perspektive wurde die BKS-Theorie später sogar zum vielzitierten Musterbeispiel einer unbefriedigenden ad-hoc-Theorie.

  17. 17.

    A. Einstein an M. Born, 29. April 1924, zuerst veröffentlicht in Born (Hrsg.) 1969, S. 118 f.

  18. 18.

    Siehe Bothe & Geiger (1924) sowie zur quantitativen Abschätzung im einzelnen: Bothe (1924).

  19. 19.

    Siehe Bothe & Geiger (1925) sowie zu den Methoden ergänzend Trenn (1976), Galison (1991) S. 440 f. Für den Wissenschaftstheoretiker Karl R. Popper (1934), (1935) § 77, S. 179 wurde dieses Experiment von Bothe und Geiger zum Musterbeispiel eines experimentum crucis, das eine klare Entscheidung zwischen deterministischen und bloß stochastischen Naturgesetzen ermöglichte.

  20. 20.

    Compton & Simon (1925) S. 289 u. 299.

  21. 21.

    Compton (1925) S. 246; vgl. ferner Silva & Freire (2011).

  22. 22.

    Compton (1925) S. 246. Passend dazu wurde Einsteins Portrait von ihm untertitelt: „Professor Albert Einstein. He revived the old Newtonian idea of light corpuscles in the form of quanta.“

  23. 23.

    Zu semiklassischen Ableitungen des Compton-Effekts und zu seiner Bedeutung für die Entstehung der QED siehe Brown (2002) und dort näher analysierte Primärliteratur, insbesondere: Halpern (1924), Wentzel (1925), (1927), Beck (1927), Schrödinger (1927a), Dirac (1927a), Klein & Nishina (1928), (1929), Halpern & Thirring (1928/29b) S. 441–444, ferner Dodd (1983), Strnad (1986b).

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Authors and Affiliations

  1. Historisches Institut, Universität Stuttgart, Stuttgart, Deutschland

    Prof. Dr. Klaus Hentschel

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Hentschel, K. (2017). Frühe Rezeption des Konzepts von Lichtquanten. In: Lichtquanten. Springer Spektrum, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-662-55273-5_5

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