RegistrierenRegistrieren   LoginLogin   FAQFAQ    SuchenSuchen   
Herleitung des Lambert-Beer-Gesetz
 
Neue Frage »
Antworten »
    Foren-Übersicht -> Mechanik
Autor Nachricht
circular



Anmeldungsdatum: 09.11.2015
Beiträge: 129

Beitrag circular Verfasst am: 05. Okt 2016 16:41    Titel: Herleitung des Lambert-Beer-Gesetz Antworten mit Zitat

Schönen guten Tag,

ich stehe vor der Aufgabe das Lambert-Beer-Gesetz herzuleiten.

An sich besagt es ja nichts anderes, das wenn ein bei eingehender Strahlung mit der Intensität durch ein Medium mit einer absorbierenden Substanz, die Strahlung abgeschwächt wird, was natürlich noch an der Substanz selber, an der Konzentration der Substanz, und der Dicke die der Strahl passieren muss hängt.

Also grob gesagt: >

Habe schon im Internet über die Herleitung recherchiert, verstehe aber die Herangehensweise leider nicht, und würde das wirklich gerne beherrschen.

Meine Ideen:

Um das gesetz für alle Eventualitäten herzuleiten kann man ja annehmen, dass in einer unendlich dünnen Schicht ( eine unendlich kleine Intensität absorpiert wird also

Die absorbierende Intensität müsste ja proportional zur Intensität an dieser Schicht sein und einen Proportionalitätskoeffizienten haben.

Über Hilfen diese Aufgabe anzugehen wäre ich sehr dankbar, mir macht die Mathematik leider auch Kopfschmerzen...


Mit freundlichen Grüßen
Mathefix



Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5866
Wohnort: jwd

Beitrag Mathefix Verfasst am: 05. Okt 2016 17:56    Titel: Antworten mit Zitat

Hier findest Du eine mit Mathegrundkenntnissen verständliche Herleitung.

https://de.wikipedia.org/wiki/Lambert-beersches_Gesetz
franz



Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583

Beitrag franz Verfasst am: 06. Okt 2016 00:45    Titel: Antworten mit Zitat

Statt des Chemiker-Geschwurbels mit usw. genügt eigentlich Deine Idee circular, daß die Verringerung der Intensität in einer Schicht der Dicke proportional zu und zu (mit irgendeinem Faktor ) ist, also

Wenn die Ableitung einer Funktion proportional zur dieser selbst ist, liegt der Ansatz einer e-Funktion auf der Hand, was sofort zu führt. Der chemische Schnickschnack ergibt sich dann zwanglos.
Mathefix



Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5866
Wohnort: jwd

Beitrag Mathefix Verfasst am: 06. Okt 2016 13:50    Titel: Antworten mit Zitat

franz hat Folgendes geschrieben:
Statt des Chemiker-Geschwurbels mit usw. genügt eigentlich Deine Idee circular, daß die Verringerung der Intensität in einer Schicht der Dicke proportional zu und zu (mit irgendeinem Faktor ) ist, also

Wenn die Ableitung einer Funktion proportional zur dieser selbst ist, liegt der Ansatz einer e-Funktion auf der Hand, was sofort zu führt. Der chemische Schnickschnack ergibt sich dann zwanglos.


Ich würde so vorgehen:













circular



Anmeldungsdatum: 09.11.2015
Beiträge: 129

Beitrag circular Verfasst am: 08. Okt 2016 17:33    Titel: Antworten mit Zitat

Danke euch beiden,

hat mir schon weitergeholfen, ich bleibe dran und versuche das zu 100% nachzuvollziehen, bei weiteren fragen würde ich mich dann gerne noch melden.

Vielen dank
circular



Anmeldungsdatum: 09.11.2015
Beiträge: 129

Beitrag circular Verfasst am: 09. Okt 2016 15:47    Titel: Antworten mit Zitat

Mathefix hat Folgendes geschrieben:


Ich würde so vorgehen:















Danke erstmals dafür !! wäre es vielleicht möglich die einzelnen Schritte zu erläutern? das würde mir ungemein weiterhelfen !
Berufspenner



Anmeldungsdatum: 05.10.2016
Beiträge: 12

Beitrag Berufspenner Verfasst am: 09. Okt 2016 16:08    Titel: Antworten mit Zitat

circular hat Folgendes geschrieben:
Mathefix hat Folgendes geschrieben:


Ich würde so vorgehen:















Danke erstmals dafür !! wäre es vielleicht möglich die einzelnen Schritte zu erläutern? das würde mir ungemein weiterhelfen !


Das ist ein einfacher Separationsansatz, in dem die Identität der Exponentialfunktion genutzt wird, dass sie identisch ist mit ihrer Ableitung. Eigentlich sollten alle Schritte selbsterklärend sein.

PS: Was hat das Thema eigentlich mit Mechanik zu tun? Passt doch eher in die Optik.
Mathefix



Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5866
Wohnort: jwd

Beitrag Mathefix Verfasst am: 09. Okt 2016 18:14    Titel: Antworten mit Zitat

circular hat Folgendes geschrieben:
Mathefix hat Folgendes geschrieben:


Danke erstmals dafür !! wäre es vielleicht möglich die einzelnen Schritte zu erläutern? das würde mir ungemein weiterhelfen !


Schritt für Schritt:

Die Ausgangsgleichung hat franz ja schon erläutert: Die differientelle Abnahme der Intensität I ist proportional zu I selbst und der Zunahme der Schichtdicke dx



Die Gleichung löst man durch Trennung der Variablen I und dx, indem sie auf jeweils eine Seite bringt:



Beide Seiten integrieren:



, da
Herleitung s. Anhang



Die Integrationskonstante C entsteht aus der Überlegung, dass eine Konstante beim Differenzieren verschwindet und nach der Integration (Umkehrung der Differentiation) wieder auftauchen muss.



Entlogarithmieren und Multiplikationstheorem bei Potenzen anwenden.



Integrationskonstante durch Anfangsbedingungen ermitteln



Alles klar?



y=ln(x).pdf
 Beschreibung:

Download
 Dateiname:  y=ln(x).pdf
 Dateigröße:  912.99 KB
 Heruntergeladen:  367 mal

circular



Anmeldungsdatum: 09.11.2015
Beiträge: 129

Beitrag circular Verfasst am: 10. Okt 2016 19:19    Titel: Antworten mit Zitat

danke für deine Mühen !!

verstehe es bis auf den punkt wo du x = 0 und e^C = I(0) gesetzt hast,
kann das leider nicht nachvollziehen.
Mathefix



Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5866
Wohnort: jwd

Beitrag Mathefix Verfasst am: 11. Okt 2016 10:30    Titel: Antworten mit Zitat

circular hat Folgendes geschrieben:
danke für deine Mühen !!

verstehe es bis auf den punkt wo du x = 0 und e^C = I(0) gesetzt hast,
kann das leider nicht nachvollziehen.


Ganz einfach

Die Integrationskonstante bestimmt man durch Setzen einer Anfangsbedingung. Sinnvollerweise wählt man in dieser Aufgabe die Intensität bei der Schichtdicke x = 0, denn da beginnt die gesuchte Funktion, da es nur Schichtdicken gibt.



Jede Zahl hoch 0 ist 1



Damit ist die Intensität bei der Schichtdicke x =0



und



Alles klar?
Neue Frage »
Antworten »
    Foren-Übersicht -> Mechanik