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Licht kann sowohl durch ein Wellen- als auch durch ein Teilchenmodell beschrieben werden. Dies nennt man den Welle-Teilchen-Dualismus. Ein Beweis für die Wellennatur des Lichts sind Interferenzerscheinungen, die zum Beispiel an einem Spalt auftreten. Da sich Licht aber auch im Vakuum ausbreiten kann, kann es kein mechanischer Wellenvorgang sein, Lichtausbreitung läßt sich nur mit demselben mathematischen Modell beschreiben wie mechanische Wellenvorgänge. Bei der Wechselwirkung mit Materie treten allerdings Widersprüche im Wellenmodell auf. Die Energie einer Welle hängt von ihrer Frequenz und Amplitude ab, durch Steigerung der Amplitude ließen sich also beinahe beliebig hohe Energien übertragen, was aber in der Praxis, zum Beispiel bei der Schwärzung von Photopapier nicht der Fall ist.
Deshalb wurde das Teilchenmodell entwickelt, das sogenannte Photonen (Lichtquanten) einführt. Da Photonen (idealisiert) masselose Teilchen sind, können sie sich trotzdem mit Lichtgeschwindigkeit bewegen. Mit diesem Modell läßt sich nun obengenannter Effekt erklären, da Quanten entweder einen Effekt erzielen, oder eben nicht, unabhängig von der Anzahl. Zusammenfassend verhält sich Licht hinsichtlich seiner Ausbreitung als Welle, hinsichtlich der Wechselwirkung mit Materie als Teilchen.
In der Quantenmechanik gilt die Formel: E = h * f (E ... Energie, h ... Plancksches Wirkungsquantum = 6.63 * 10-34 Js, f ... Frequenz)
Da die Frequenz und Wellenlänge einer Welle verkehrt proportional sind, ist also kurzwellige Strahlung energiereicher, und umgekehrt.
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