6.1 Foto-elektrisch effect en Comptonverstrooiing

Startpagina ／ Hoofdstuk 6: Kwantumdomein (V5.05)

In de Energie-filamenttheorie (EFT) is licht een pakket van golven—een tensorverstoringsgolf—dat zich voortplant door een “energiesea”. Zo’n verstoring vormt pas een stabiel pakket wanneer zij een lokale tensordrempel overschrijdt; op dezelfde manier kan een ontvanger energie pas opnemen wanneer zijn structuur de eigen absorptiedrempel passeert. Het waarneembare “deeltje-achtige” gedrag betekent dus niet dat licht uit losse korrels bestaat; het ontstaat omdat emissie en absorptie plaatsvinden in ondeelbare porties die door drempels worden bepaald, terwijl de reis tussen bron en ontvanger de regels van de golf volgt—voortplanting en interferentie. Samengevat: de golf bepaalt de route, de drempels bepalen de portie.

I. Eén mechanisme: drie drempels, drie discrete stappen

Eén volledige “komst-en-ga” van licht bestaat uit drie segmenten; samen verklaren deze drempels waarom energie-uitwisseling in porties verloopt.

• Drempel aan de bron: drempel voor pakketvorming
  In de bron stapelen tensor en fase zich op en evolueren. Zodra de vrijgavedrempel wordt bereikt, verlaat de opgeslagen energie het systeem als een coherent omhulsel—één volledig pakket. Onder de drempel is er geen “druppellekkage”; precies op de drempel volgt een volledige uitstoot. Daardoor wordt emissie geportioneerd.
• Drempel op het pad: drempel voor voortplanting
  De energiesea geeft niet elke verstoring “vrij baan”. Alleen verstoringen met voldoende coherentie, binnen een transparantievenster van frequenties, en passend bij een kanaal met lage impedantie planten zich ver en stabiel voort als pakketten. De rest wordt vlakbij de bron verhit, verstrooid of verdrinkt in achtergrondruis.
• Drempel bij de ontvanger: sluitdrempel
  Een detector of gebonden elektron moet een materiaalpoort passeren voordat absorptie of emissie als voltooid geldt. Die poort is ondeelbaar: ofwel gebeurt er niets, ofwel sluit zij op één volledige portie. Detectie en energie-ruil verlopen dus “per keer één portie”.

In één zin: de drempel voor pakketvorming maakt emissie discreet, de voortplantingsdrempel filtert wat ver komt, en de sluitdrempel maakt absorptie discreet. Deze drempelketen verenigt de golfreis en het “afrekenen in porties” in één fysisch beeld.

II. Twee klassieke experimenten bekeken via de drempelketen

1. Foto-elektrisch effect: kleur­drempel, geen wachttijd, intensiteit verandert het “aantal”
   Historisch overzicht: In 1887 merkte Hertz dat ultraviolet licht vonken bevordert. In 1902 rapporteerde Lenard drie wetten: er is een kleurdrempel (frequentie); elektronen verschijnen onmiddellijk; intensiteit verandert het aantal elektronen, niet de energie per elektron. In 1905 verklaarde Einstein dit via discrete energieporties; in 1914–1916 bevestigde Millikan de relaties met hoge precisie.

Duiding volgens de Energie-filamenttheorie:

• Waarom “één voor één”: Discretisering treedt aan beide uiteinden op: de bron laat volledige pakketten los bij de vormingsdrempel, de ontvanger sluit op een volledige portie bij de materiaalpoort. De route is golvig; op het transactiemoment wordt in porties geteld.
• Intensiteit verandert het “tempo”, niet de “grootte per portie”: Intensiteit bepaalt hoeveel pakketten per tijdseenheid vrijkomen, dus de stroom schaalt met intensiteit; de energie per portie is aan de kleur gebonden, niet aan de intensiteit.
• Geen waarneembare wachttijd: Het is geen langzaam opladen; zodra een pakket dat voldoet arriveert, sluit de transactie direct.
• Kleur heeft een drempel: Een gebonden elektron moet de materiaalpoort passeren om te ontsnappen. De “stootkracht” van één pakket wordt bepaald door het ritme van de bron—de kleur. Is de kleur te rood, dan is één portie niet “hard” genoeg; extra intensiteit helpt niet.

2. Comptonverstrooiing: één portie, één elektron, één keer
   Historisch overzicht: In 1923 liet Compton monokromatische röntgenstraling verstrooien aan vrijwel vrije elektronen en zag dat grotere hoeken leiden tot “roder” (lagere frequentie) verstrooid licht. Hij duidde dit als een één-op-één transactie met een elektron en ontving in 1927 de Nobelprijs.

Duiding volgens de Energie-filamenttheorie:

• Golven vormen nog steeds het resultaat: Voor en na de botsing volgen omhulsel en fase de golfwetten; de discretisering verschijnt alleen op het transactiemoment.
• Discrete verstrooiingsgebeurtenissen: De poort bij de ontvanger dwingt dat elke sluiting een volledige portie betreft—geen opsplitsing van één portie over meerdere elektronen.
• Transactie van één portie: Een tensor-pakket “klikt” met een elektronisch sub­structuur dat zijn poort kan openen en sluit één-op-één, waarbij energie en impuls worden afgestaan; het verstrooide licht verschuift naar rood, en bij grotere hoeken wordt meer energie afgestaan.

III. Gevolgen van de drempelketen: niet elke verstoring komt ver

Veel “signalen” sterven al in de bron of blijven in het nabije veld steken door de voortplantingsdrempel:

• Onvoldoende coherentie: Het omhulsel valt bij geboorte uiteen en wordt geen duurzaam pakket.
• Verkeerd venster: De frequentie valt in sterk absorberende banden van de omgeving en wordt op korte afstand gedoofd.
• Kanaalmismatch: Er is geen passend laag-impedantiekanaal of de oriëntatie klopt niet, zodat energie snel wegvloeit.

Signalen die ver reizen, voldoen tegelijk aan alle drie: goede pakketvorming, juist transparantievenster en kanaal-afstemming.

IV. Afstemming met bestaande theorieën

• In overeenstemming met de kwantummechanica: De uitspraak “de energie van een portie schaalt met de frequentie” blijft geldig. De Energie-filamenttheorie fundeert de oorsprong van de discretisering in de vormingsdrempel (bron) en de sluitdrempel (ontvanger), zonder extra entiteiten te introduceren.
• Compatibel met kwantumelektrodynamica: De rekenpraktijk waarin licht als veldkwanta wordt behandeld blijft onveranderd bruikbaar. De Energie-filamenttheorie voegt een tastbare substraatblik toe: de sea begrenst voortplanting en fase, terwijl filamenten en materiaal de drempels en sluitingen leveren.
• Consistent met klassieke golfleer: Interferentie en diffractie zijn golfverschijnselen. De Energie-filamenttheorie benadrukt: de golf vormt het pad; de drempels kwantiseren de transactie—beide kanten zijn tegelijk waar.

V. Kernpunten

• Licht gedraagt zich als golfpakketten die zich in de energiesea volgens de golfwetten voortplanten en interfereren.
• Discretisering (“één voor één”) ontstaat door drempels: pakketvorming aan de bron en sluiting bij de ontvanger maken emissie en absorptie portie-gewijs.
• Het foto-elektrisch effect toont een harde drempel aan de ontvanger: kleur bepaalt of één portie de poort passeert; intensiteit verandert alleen het tempo van porties, niet de energie per portie.
• Comptonverstrooiing laat de geometrie één portie–één elektron zien: grotere hoek → meer energie-afgifte → sterkere roodverschuiving.
• Niet elke verstoring wordt “licht op afstand”: alleen pakketten die goed gevormd zijn, binnen het juiste venster vallen en kanaal-compatibel zijn, reiken ver; de rest dooft nabij de bron.