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tombob
Gast
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 tombob Verfasst am: 02. Feb 2012 14:52 Titel: warum geht Licht nicht durch Objekte durch |
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Meine Frage:
Atome bestehen ja fast nur aus leerem Raum, habe ich gelernt. Warum geht dann das Licht nicht durch Objekte hindurch?
Meine Ideen:
Die Elementarteilchen liegen so versetzt, dass das Licht eben doch geblockt wird. |
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Uriezzo
Anmeldungsdatum: 15.09.2011
Beiträge: 281
Wohnort: Großostheim
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| Uriezzo Verfasst am: 02. Feb 2012 15:41 Titel: |
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Das mit dem leeren Raum wird zwar oft so behauptet, ist aber - meiner Meinung nach - sehr irreführend:
In diesem "leeren Raum" im Inneren eines Atomes herrschen nämlich starke elektrische und magnetische Felder; denn sowohl Elektronen und Protonen sind ja elektrisch geladen und schleppen daher ein elektrisches Feld mit sich herum. Und ein Raum mit einem elektrischen Feld ist eben nicht leer.
Diese elektromagnetischen Felder sind überhaupt verantwortlich dafür, dass Atome stabil sind, dass wir mit ihnen wechselwirken können, ja dass es sie überhaupt gibt. Sie sind also viel mehr als nur "Beiwerk". Daher lehne ich es ab, von einem "leeren Raum" zu sprechen, der zwischen Elektronen und dem Atomkern herrschen soll und durch den alles mögliche durchpasst. Was da durch passt, sind vor allem Dinge, die nicht elektromagnetisch wechselwirken, die diese elektromagnetischen Felder also nicht "sehen".
Und da die meisten Elementarteilchen elektromagnetisch wechselwirken, gehen sie auch nicht so einfach durch diesen "leeren Raum" durch.
Das gilt auch für Licht: Licht ist eine elektromagnetische Welle und besteht damit sozusagen nur aus elektromagnetischen Feldern. Diese kann von den Ladungen in den Atomen absorbiert und emittiert werden, geht also nicht so einfach durch die Objekte durch (zumindest nicht in dem meisten Fällen).
Allerdings ist es mit Licht etwas subtiler: Elektromagnetische Felder spüren sich nämlich in erster Ordnung nicht selbst, sondern wechselwirken über Ladungen miteinander. Man darf sich diese Wechselwirkung also nicht so vorstellen, als würden die Lichtwellen durch die elektromagnetischen Felder in den Atomen "blockiert". Vielmehr überlagern sich diese Felder gegenseitig und dabei können die geladenen Teilchen in den Atomen und Moleküle zusätzliche Energiepakete aus dem Feld absorbieren und werden dadurch auf ein höheres Energieniveau angehoben.
Es gibt aber auch Teilchen, für die Atome und Moleküle in der Tat so gut wie nur leeren Raum darstellen: Neutrinos beispielsweise. Die "sehen" und "spüren" die elektromagnetischen Felder nämlich nicht, auch nicht über die Ladungen, und segeln in der Tat zu Millionen durch uns hindurch, ohne dabei irgendwelche Spuren zu hinterlassen. |
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tombob
Gast
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| tombob Verfasst am: 02. Feb 2012 16:40 Titel: |
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Vielen Dank erstmal für deine genaue Antwort.
Mir fehlt leider der Physik Hintergrund um sie genau zu verstehen ("erste Ordnung", "höheres Entergieniveau").
Grundsätzlich habe ich verstanden, die elektromagnetischen Felder halten das Licht auf, und nicht die Elementarteilchen. |
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Chillosaurus
Anmeldungsdatum: 07.08.2010
Beiträge: 2440
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| Chillosaurus Verfasst am: 02. Feb 2012 17:14 Titel: |
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| tombob hat Folgendes geschrieben: | | [...] Grundsätzlich habe ich verstanden, die elektromagnetischen Felder halten das Licht auf, und nicht die Elementarteilchen. |
Stopp, Licht kann Atome anregen, indem es z.B. Elektron auf ein höheres Energienievea hebt, das anschließend Photonen absenden kann, die in der Summe gleiche Energie haben, die aber in ihrer Richtung statistisch verteilt sind. Elektronen SIND Elementarteilchen. Diesen Prozess bezeichnet man als Resonanz_Absorption.
Elektromagnetische Felder halten das Licht nicht auf, das Licht ist eine elektromagnetische Welle. Photonen haben keine Ladung -> erfahren somit keine Ablenkung in elektrischen / magnetischen Feldern.
Dennoch ist es entscheidend, ob man einen Leiter oder ein dielektrisches Medium betrachtet. In ersterem gilt ein ohmsches Gesetz, wodurch ein Brechungsindex²<0 entsteht. Dies bedeutet, dass die EM-Welle im Medium exponentiell abfällt und eine hohe Reflexion auftritt. In dielektrischen Medien hingegen, kann sich Licht bis auf Resonanzfrequenzen, gut ausbreiten. |
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Uriezzo
Anmeldungsdatum: 15.09.2011
Beiträge: 281
Wohnort: Großostheim
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| Uriezzo Verfasst am: 02. Feb 2012 18:00 Titel: |
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| tombob hat Folgendes geschrieben: |
Grundsätzlich habe ich verstanden, die elektromagnetischen Felder halten das Licht auf, und nicht die Elementarteilchen. |
SO darfst Du es Dir eben nicht vorstellen. Da hat Chillosaurus recht. Lies Dir meine Antwort nochmal durch. Es ist eben nicht ganz so einfach zu verstehen. Licht wird absorbiert b.z.w emittiert von Ladungen, die elektromagnetische Felder haben. Es wird von den Feldern NICHT aufgehalten. |
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tombob
Gast
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| tombob Verfasst am: 03. Feb 2012 10:30 Titel: |
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Da hab ich mich wohl verlesen, was die elektromagnetischen Felder betrifft.
Ich muss zugeben 100% klar ist mir das noch nicht, aber für das Thema gibts wohl keine so einfache Antwort.
Meine Frage war ja auch nicht ganz korrekt: Durch bestimmte Objekte, z.B. Wasser, Glas geht Licht ja durch. Durch dünnes Papier eigentlich auch.. |
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Chillosaurus
Anmeldungsdatum: 07.08.2010
Beiträge: 2440
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| Chillosaurus Verfasst am: 03. Feb 2012 16:52 Titel: |
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Licht geht durch alles durch, wenn man es dünn genug macht. |
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semoi
Anmeldungsdatum: 20.12.2011
Beiträge: 82
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| semoi Verfasst am: 29. Feb 2012 18:45 Titel: |
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Servus,
ich glaube Dir ist am besten geholfen, wenn ich Deine ursprüngliche Frage ein wenig umformuliere: | Zitat: | Atome bestehen fast nur aus leerem Raum. Warum geht dann das Licht [der Wellenlänge  ] nicht durch [alle] Objekte hindurch? |
Die Antwort sind die Resonanzfrequenzen der Atome. Unterschiedliche Atome absorbieren Licht bei unterschiedlichen Frequenzen/Wellenlängen. Deshalb absorbiert das eine Material das Licht einer bestimmten Wellenlänge stärker, als ein anderes Material.
Wasser oder Fensterglas ist für "sichtbares Licht" (Licht der Wellenlängen von 400 nm bis 700 nm) durchsichtig. Dies bedeutet jedoch nicht, dass es für andere Wellenlängen auch durchlässig ist. In einem Mikrowellenherd benutzen wir Mikrowellen zum erhitzen. Die Mikrowellen sind Licht der Wellenlänge ~10cm (glaube ich). Es ist aber das Wasser im Essen, dass das Licht absorbiert -- Wasser ist für Mikrowellen nicht besonders gut durchsichtig, weil es hier eine Resonanzfrequenz besitzt.
Nun komme ich wieder auf Deine eigentliche Frage zurück, ob es die Anordnung der Atome in einem Festkörper ist, die dazu führt, dass Licht absorbiert wird.
Meiner Meinung nach ist es nicht die Anordnung der Atome in einem Festkörper, denn in der Quantenmechanik kann man sowieso nur Aussagen über Wahrscheinlichkeiten machen. Es ist vielmehr die unglaublich große Zahl von Atomen die in ein "kleines" Volumen passen.
* Größe eines Atoms ~ ,
* Größe des Atomkerns ~
* das Elektron ist ein Punktteilchen bzw. dessen Größe [falls vorhanden] ist vernachlässigbar
Somit ist ~ des Atoms "leer"
* In einem Würfel mit Kantenlänge 1 mm sind jedoch ~ Atome.
Das Verhältnis zwischen der "Leere des Atoms" (~ ) und der "Anzahl der Atome in einem kleinen Volumen" (~) spricht also deutlich für die Absorption.
Klar?
Gruß,
Zuletzt bearbeitet von semoi am 18. März 2012 18:18, insgesamt einmal bearbeitet |
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Chillosaurus
Anmeldungsdatum: 07.08.2010
Beiträge: 2440
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| Chillosaurus Verfasst am: 29. Feb 2012 20:17 Titel: |
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| semoi hat Folgendes geschrieben: | | [...] Meiner Meinung nach ist es nicht die Anordnung der Atome in einem Festkörper, denn in der Quantenmechanik kann man sowieso nur Aussagen über Wahrscheinlichkeiten machen. Es ist vielmehr die unglaublich große Zahl von Atomen die in ein "kleines" Volumen passen.[....] |
Deine Meinung widerspricht leider den Maxwell'schen Gleichungen bei Gültigkeit eines ohmschen gesetzes. Es ist entscheidend, wie die Bindungen der Atome im Festkörper sind. Gut leitende Festkörper sind weitestgehend undurchsichtig (siehe mein Beitrag oben), während Dielektrika von den elektromagnetischen Wellen durchdrungen werden können. Es ist also entscheidend, wieviele freie Elektronen vorliegen.
Deine Argumentation bzgl. des leeren Raumes hinkt gewaltig. Denn das Licht wird an den Elektronenwolken gestreut (die Kerne werden erst bei sehr hohen Frequenzen relevant) und diese sind über den ganzen Raum ausgedehnt mit zunehmend geringer Aufenthaltswahrscheinlichkeit in sehr großen Entfernungen zu den jeweiligen Kernen.
Btw du unterschätzt die Quantenmechanik gewaltig... |
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semoi
Anmeldungsdatum: 20.12.2011
Beiträge: 82
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| semoi Verfasst am: 12. März 2012 14:41 Titel: |
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@Chillosaurus:
| Zitat: | | Es ist entscheidend, wie die Bindungen der Atome im Festkörper sind. |
Zwar ist die Bindungsart wichtig für die "Position" der Resonanzfrequenzen -- bei welcher Frequenz sie auftreten --, dies war aber nicht die ursprüngliche Frage von tombob. Er denkt vielmehr an das klassische Bild, in dem die "Querschnittsfläche" der Atome dem Licht den Weg versperrt (Stichwort: Wirkungsquerschnitt). Die Elektronen + der Kern erzeugen einen Schatten an der Position an der sie sich befinden -- so verstehe ich zumindest seine Frage.
| Zitat: | Gut leitende Festkörper sind weitestgehend undurchsichtig (siehe mein Beitrag oben), während Dielektrika von den elektromagnetischen Wellen durchdrungen werden können. Es ist also entscheidend, wieviele freie Elektronen vorliegen.
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Widerspricht das wirklich meiner Aussage, dass es auf die "Position" der Resonanzfrequenzen (und Güten) ankommt?
Oder anders gefragt: Kennst Du den Mößbauer-Effekt? Kommt es hier auf die Anzahl freien Elektronen an? Nein, denn das Kristallgitter absorbiert hier das "Licht". Also kommt es nur auf dessen Resonanzfrequenz (und -breite) an. Ich widerspreche Dir nicht, das es bei sichtbaren Licht die Valenzelektronen sind die absorbieren. Sie tun es aber, weil sie hier Resonanzfrequenzen besitzen.
| Zitat: | | Deine Argumentation bzgl. des leeren Raumes hinkt gewaltig. Denn das Licht wird an den Elektronenwolken gestreut (die Kerne werden erst bei sehr hohen Frequenzen relevant) und diese sind über den ganzen Raum ausgedehnt mit zunehmend geringer Aufenthaltswahrscheinlichkeit in sehr großen Entfernungen zu den jeweiligen Kernen. |
Zwei Punkte:
Punkt 1) Ich denke nicht, dass Du meine Antwort gründlich gelesen hast. Denn ich bezog mich beim Verfassen auf die gestellte Frage. Die Frage lautete: "Atome bestehen ja fast nur aus leerem Raum [...]. Warum geht dann das Licht nicht durch Objekte hindurch?". In "Meine Ideen" schreibt tombob, wie diese Frage zu verstehen ist, nämlich "Die Elementarteilchen liegen so versetzt, dass das Licht eben doch geblockt wird." (oben geschildertes Bild des Schattenwurf -- so meine Interpretation)
In meiner Antwort schreibe ich
(a) wesentlich ist nicht die Größe der Atome, sondern die "Position" der Resonanzfrequenzen (& -breiten),
(b) außerdem kommt es auf die Anzahl der Atome an: Eine 1mm dicke Folie eines Materials transmittiert mehr Licht als eine 1cm Dicke Folie des gleichen Materials [gleiches Material, denn (a) muss erfüllt sein: gleichen Resonanzfrequenz & -breite (Oszillatorstärke)]
(c) das klassische Bild des Wirkungsquerschnitts (Durchmesser des Atoms wirft einen Schatten) stimmt hier nicht. Natürlich haben die Valenzelektronen auch einen Wirkungsquerschnitt -- nicht aber in der klassichen Rechnung. Denn falls ich einen Körper von Radius Null (Elektron im Standardmodell) über eine Fläche verschmiere, dann erhalte ich trotzdem keinen Schatten dieses Körpers. Das klassische Bild des Wirkungsquerschnittes (Schattenwurf) stimmt also nicht.
Punkt 2) Ich denke, dass tombob noch zur Schule geht. Ich denke, dass er meine Erklärung nachvollziehen kann. Falls Du jedoch eine andere anschaulichere Erklärung MIT einfacher Rechnung hast, bitte poste sie hier. Es würde mich sehr interessieren -- und ich meine nicht, das Kapitel von Demdröder Laserspektroskopie, denn das ist für die Schule nicht adäquat, oder?
Gruß,
Zuletzt bearbeitet von semoi am 18. März 2012 18:19, insgesamt einmal bearbeitet |
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Chillosaurus
Anmeldungsdatum: 07.08.2010
Beiträge: 2440
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| Chillosaurus Verfasst am: 14. März 2012 12:42 Titel: |
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| semoi hat Folgendes geschrieben: | | [...] Zwar ist die Bindungsart wichtig für die "Position" der Resonanzfrequenzen -- bei welcher Frequenz sie auftreten --, dies war aber nicht die ursprüngliche Frage von tombob. Er denkt vielmehr an das klassische Bild, in dem die "Querschnittsfläche" der Atome dem Licht den Weg versperrt (Stichwort: Wirkungsquerschnitt). Die Elektronen + der Kern erzeugen einen Schatten an der Position an der sie sich befinden -- so verstehe ich zumindest seine Frage. |
Ich möchte nur anmerken, dass der Winkungsquerschnitt davon abhängt, wo die Resonanzfrequenzen liegen und daher schwer mit dieser Fragestellung zu entkoppeln ist.
Es ist natürlich dennoch legitim die Teilchen als soetwas wie "schwarze Querschnittsflächen" zu denken, die das Licht komplett absorbieren, das auf sie herauf fällt - und weit entfernt von Resonanzen sicherlich ausreichend.
| Zitat: | | Widerspricht das wirklich meiner Aussage, dass es auf die "Position" der Resonanzfrequenzen (und Güten) ankommt? |
Nein, habe ich das behauptet?
| Zitat: |
Zwei Punkte:
Punkt 1) Ich denke nicht, dass Du meine Antwort gründlich gelesen [...] |
Doch, das habe ich. Ich wollte hingegen auf den wichtigen Punkt aufmerksam machen, dass die Aufenhaltswahrscheinlichkeit der Elektronen über das Atom verteilt (und darüber hinaus, wenn man das denn so schreiben darf) ist und einem eher klassisch motivierten Bild des Atoms entgegenwirken. Insbesondere verliert ja der Begriff "leerer Raum" in interatomaren Distanzen seine Bedeutung.
Zurück zur Fragestellung.
Die Intensitätsänderung bei einer Schicht sei:
dI= a dl
(I: Intensität, a: Extinktion, l:Eindringtiefe)
--> I=Io exp(al)
Dies ist das Lambert-Beersche Gesetz. Wegen dI<0 (die Intensität nimmt ab), ist auch a <0 und somit sinkt die Intensität mit steigender Dicke.
Nun lässt sich auch noch a bestimmen zu:
a=- sigma n
(sigma: Wirkungsquerschnitt, n: Teilchendichte [bezogen auf das Volumen])
Auch wenn die Formel vllt. in ihren Einzelheiten nicht verstanden wird, möchte ich darauf hinweisen, wie sich dabei die diskutierten Elemente: Wirkungsquerschnitt, Teilchendichte und Schichtdicke wiederfinden. Eine Erhöhung jeder dieser Faktoren senkt die Intensität gleichermaßen. |
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semoi
Anmeldungsdatum: 20.12.2011
Beiträge: 82
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| semoi Verfasst am: 14. März 2012 15:35 Titel: |
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Hi Chillosaurus,
bin froh, dass wir uns einig sind.
Schöne Darstellung durch Beer'sches Gesetz! Jetzt trage ich noch folgendes bei: Der Zusammenhang zwischen der Dichte und den Resonanzfreq. ist hier in Gl. (16) und Gl. (18) gegeben, wobei
 gilt, mit der Suszeptibilität  , der (Atom-)dichte  und der Polarisierbarkeit  .
Gruß,
Semoi |
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magician4
Anmeldungsdatum: 03.06.2010
Beiträge: 914
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| magician4 Verfasst am: 14. März 2012 17:00 Titel: |
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nur um mal etas unruhe in die diskussion zu bringen:
glaeser (amorph) und diamant (hochgeordnet) sind (weitgehend) VIS- lichttransparent, fluessigkeiten wie wasser und gase wie luft ebenfalls , ueberwiegend, selbst bei hundert kilometer hohen gassaeulen
mit "stoffdichte" hat das alles also offensichtlich exakt null zu tun
vielleicht sollte man, wenn man denn schon derart tief in die materie einsteigt, einen gedamken auch an die "auswahlregeln der spektroskopie" verschwenden ? sich mit reflexionen an gitterebenen und sowas beschaeftigen? einen gedanken an die phaenomene der diffusen streuung verlieren?
das thema ist doch etwas komplexer...
schoenen abend noch
ingo |
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semoi
Anmeldungsdatum: 20.12.2011
Beiträge: 82
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| semoi Verfasst am: 14. März 2012 17:32 Titel: |
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| Zitat: | | mit "stoffdichte" hat das alles also offensichtlich exakt null zu tun |
Sagt Dir der Begriff "optische Dichte" etwas?
Natürlich hast Du Recht, wenn Du bemerkst, dass
* Mie-Streuung
* Rayleigh-Streuung
* Bragg-Streuung
...
verschiedene Dinge sind, dass aber "auswahlregeln der spektroskopie" in den Resonanzfrequenzen nicht enthalten sind, dass solltest Du uns erklären.
Gruß,
Zuletzt bearbeitet von semoi am 18. März 2012 18:23, insgesamt einmal bearbeitet |
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magician4
Anmeldungsdatum: 03.06.2010
Beiträge: 914
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| magician4 Verfasst am: 14. März 2012 18:38 Titel: |
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| Zitat: | | Sagt Dir der Begriff "optische Dichte" etwas? |
dass "optische dichte" und die hierzuvor laenglich bemuehten diskussionen i.s.v. "soundsoviel atome pro kubikzentimeter" o.ae. erstmal nichts miteinander zu tun haben, darueber sind wir uns doch einig, oder?
| Zitat: | | (...)verschiedene Dinge sind, dass aber "auswahlregeln der spektroskopie" in den Resonanzfrequenzen nicht enthalten sind, dass solltest Du uns erklären. |
very well, gerne.
elementarer sauerstoff hat einen seiner HOMO-LUMO uebergaenge ( konkret:  bei einer energie, welche einer wellenlaenge von 277 nm entspraeche (das waere energetisch gesehen die resonanzfrequenz)
(die sog. "Herzberg -  bande")
trotzdem passiert licht dieser wellenlaenge dickste sauerstoffschichten ungehindert: es ist ein verbotener uebergang.
und da spielt es dann auch keine rolle dass die hypothetische resonanzfrequenz photomaessig angeboten wird, denn die sache ist streng symmetrieverboten
--> das treffen der resonanzfrequenz eines energetischen uebergangs zwischen zwei molekuelzustaenden ist notwendige, jedoch nicht gleichzeitig hinreichende bedingung fuer lichtabsorption
gruss
ingo
p.s.: dies gilt in aehnlicher weise auch fuer das meiste licht im VIS bereich i.v.m. unserer atmosphaere (auf der venus bei reichlich schwefelsaeure in der hoeheren atmosphaere sieht das hingegen deutlich anders aus). obschon die wellenlaengen geeignet waeren entsprechende rotations-schwingungszustaende anzuregen, passiert dies nicht, eben weil diese uebergaenge symmetrieverboten sind, was wiederum etwas mit der linearen molekuelsymmetrie zweiatomiger molekuele zu tun hat
... denn ansonsten waere es hier unten ziemlich finster, und wesentlich waermer noch dazu |
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Rmn
Anmeldungsdatum: 26.01.2010
Beiträge: 473
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| Rmn Verfasst am: 14. März 2012 19:47 Titel: |
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| magician4 hat Folgendes geschrieben: | | Zitat: | | Sagt Dir der Begriff "optische Dichte" etwas? |
dass "optische dichte" und die hierzuvor laenglich bemuehten diskussionen i.s.v. "soundsoviel atome pro kubikzentimeter" o.ae. erstmal nichts miteinander zu tun haben, darueber sind wir uns doch einig, oder?
|
Optische Dichte hängt direkt mit der Dichte des Mediums zusammen. |
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magician4
Anmeldungsdatum: 03.06.2010
Beiträge: 914
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| magician4 Verfasst am: 14. März 2012 20:34 Titel: |
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| Zitat: | | Optische Dichte hängt direkt mit der Dichte des Mediums zusammen. |
meinen wir beide das gleiche, die "optische dichte", auch "extinktion " genannt ?
dann zeig mir doch bitte mal wie diese mit der massedichte  i.s.v. g/cm³ eines allgemeinen koerpers beliebiger sonstiger struktur so ganz allgemein zusammenhangt, da bin ich aber gespannt...
... oder von mir aus auch mit der anzahl seiner atome pro kubik-angstroem, ich bin da flexibel...
--> ich bin nicht deiner ansicht
gruss
ingo |
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semoi
Anmeldungsdatum: 20.12.2011
Beiträge: 82
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| semoi Verfasst am: 14. März 2012 23:12 Titel: |
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Hi magican4,
es geht mir jedoch nicht um Wortdefinitionen. Deshalb ...
Was ist eine Resonanzfrequenz?
Für mich ist eine Resonanzfrequenz nicht nur das ein Übergang energetisch erlaubt ist, sondern auch dass er die Auswahlregeln erfüllt (deshalb benutzte ich auch das Wort Oszilatorstärke in einem der früheren Beiträge). Das dies die meisten so verstehen, siehst Du z.B. auch an der Definition der NIST-Datenbank für atomare Übergänge.
Was ist die optische Dichte?
Die optische Dichte ist der Exponent im Beer'schen Gesetzt, siehe Chillosaurus Beitrag, bzw. hier, Gl. (18) -- (20).
Noch allgemeiner steht es in der von mir oben bereits zitierten Referenz. Natürlich muss Du dafür eine Abstraktion machen: statt der atomaren Resonanzfrequenzen sind die "Resonanzfrequenzen des Systems" zu benutzen. D.h. die Kristallstruktur (oder was auch immer) ist hier enthalten.
Bist Du damit im Einklang?
Gruß,
Semoi |
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Rmn
Anmeldungsdatum: 26.01.2010
Beiträge: 473
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| Rmn Verfasst am: 15. März 2012 01:47 Titel: |
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| magician4 hat Folgendes geschrieben: | | Zitat: | | Optische Dichte hängt direkt mit der Dichte des Mediums zusammen. |
meinen wir beide das gleiche, die "optische dichte", auch "extinktion " genannt ?
dann zeig mir doch bitte mal wie diese mit der massedichte i.s.v. g/cm³ eines allgemeinen koerpers beliebiger sonstiger struktur so ganz allgemein zusammenhangt, da bin ich aber gespannt...
... oder von mir aus auch mit der anzahl seiner atome pro kubik-angstroem, ich bin da flexibel...
--> ich bin nicht deiner ansicht
gruss
ingo |
Komplexe Brechungsindex:
)
optische Dichte:
(Wobei hier E' zu Basis e und nicht 10 benutzt wird, was nichts an der Sache ändert.)
PS: Korrektur: Ich merke, dass ich in beiden Formeln A verwendet habe, das ist irreführend, da das verschiedene Größen sind. Die Verküpfung ist über imaginären Anteil von Brechungsindex Kappa. |
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magician4
Anmeldungsdatum: 03.06.2010
Beiträge: 914
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| magician4 Verfasst am: 16. März 2012 02:01 Titel: |
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@ rmn:
du hast da mit kappa doch genau jene stoffspezifische konstante in spiel , die eben "von himmel faellt"..
... und der rest der ausdruecke beschreibt doch eigentlich nur irgendeine variante der weiteren abhaengigkeit auch von der konzentratioin eines stoffes i.v. mit eben diesem kappa (und nur insofern, also ueber die konzentration ist da rho drin)
es geht aber letztendlich um die genese von kappa! (denn genau hierin, in dessen wert also, "bildet sich ab" ob ein stoff ueberhaupt mit licht wechselwirkt , resp. transparent ist, und ggf. auf welchen wellenlaengen)
... und kappa selbst hat nichts mit massenkonzentration oder atomdichte zu tun, primaer, sondern mit der z.b. molekuelgeometrie, den molekuelbindungen , kristallographischen beziehungen in festkoerpern usw ... und den daraus resultierenden auswahlregeln fuer spektroskopische uebergaenge
@ semoi
mir ging es mit meinem beitrag hauptsaechlich um fruehere passagen dieses threads wie z.b. die deine hier:
| Zitat: | (...)Nun komme ich wieder auf Deine eigentliche Frage zurück,ob es die Anordnung der Atome in einem Festkörper ist, die dazu führt, dass Licht absorbiert wird.
Meiner Meinung nach ist es nicht die Anordnung der Atome in einem Festkörper, denn in der Quantenmechanik kann man sowieso nur Aussagen über Wahrscheinlichkeiten machen (...) |
(hervorhebung von mir)
...denn DAS genau ist falsch, siehe das zitierte microwellen-adsorptionsverhalten von wasser.
hier werden rotationen und schwingungen des molekuels angeregt, die wiederum jedoch eine sehr starke funktion der molekuelgeometrie, und hingegen aber nur hoechst indirekt und schwach eine funktion der hinter dieser geometrie steckenden atome, resp. einer wie auch immer gearteten allgemeinen atomdichte im raum sind
was wir sodann als resonanzfrequenz definieren ist eher zweitrangig, solange wir uns darueber einig sind dass die frequenzen, auf denen licht absorbiert wird, eben in der hauptsache der objektgeometrie auf molekularer und kristallographischer ebene geschuldet sind.
fehlen diese geometrischen bezuege, so wird ein objekt (mehr oder weniger vollstaendig) lichttransparent
insbesondere hierin liegt der grund dafuer, dass sehr viele lichtintransparente festkorper beim verflussigen transparent werden (man denke nur an kerzenwachs, beispielsweise, im VIS)
.. und das ist eine komplett andere aussage als das, was ich ansonsten hier in thread dazu herausgelesen habe.
wg. optische dichte: siehe meine anmerkung an rmn hierzu
wichtig scheint mir nochmals zu betonen, dass kappa eben nicht aus der atomdichte oder stoffdichte heraus erklaerbar ist, sondern vielmehr geometrischen und chemischen eigenschaften geschuldet ist
... und diese beiden aspekte im sinne einer antwort an den TES deutlich staerker zu betonen schien mir halt wichtig, denn sonst denkt der tatsaechlich noch hiernach:
| Zitat: | | Licht geht durch alles durch, wenn man es dünn genug macht. |
dass es wirklich um sowas wie "atome pro kubikzentimeter" geht , in der hauptsache (ich weiss das chillosaurus das nicht so gemeint hat), ein naheliegender irrtum
ja, natuerlich , es muss material da sein, sonst hat lambert-beer keine chance. insofern ist also schon eine material-dichte-abhaengigkeit zu verzeichnen
..aber das war wohl doch auch eigentlich nicht gemeint, denn das ist trivial: wo nix ist, kann auch nix adssorbieren.
gruss
ingo |
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Rmn
Anmeldungsdatum: 26.01.2010
Beiträge: 473
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| Rmn Verfasst am: 16. März 2012 03:09 Titel: |
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| magician4 hat Folgendes geschrieben: | @ rmn:
du hast da mit kappa doch genau jene stoffspezifische konstante in spiel , die eben "von himmel faellt"..
... und der rest der ausdruecke beschreibt doch eigentlich nur irgendeine variante der weiteren abhaengigkeit auch von der konzentratioin eines stoffes i.v. mit eben diesem kappa (und nur insofern, also ueber die konzentration ist da rho drin)
es geht aber letztendlich um die genese von kappa! (denn genau hierin, in dessen wert also, "bildet sich ab" ob ein stoff ueberhaupt mit licht wechselwirkt , resp. transparent ist, und ggf. auf welchen wellenlaengen)
... und kappa selbst hat nichts mit massenkonzentration oder atomdichte zu tun, primaer, sondern mit der z.b. molekuelgeometrie, den molekuelbindungen , kristallographischen beziehungen in festkoerpern usw ... und den daraus resultierenden auswahlregeln fuer spektroskopische uebergaenge |
Schau dir doch die Formel genau an, Kappa selbst berechnet sich aus Wellenlänge, Dichte, atomaren Streufaktor etc. Z.B. sind kristallografische Beziehungen in dieser Formel im atomaren Streufaktor als Anteil von Kappa beinhalten.
Überleg dir doch, wovon Absorption, Reflexion und Streuungsvermögen eines Festkörpers abhängt und was Gitterkonstante mit Atomdichte zutun hat. |
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semoi
Anmeldungsdatum: 20.12.2011
Beiträge: 82
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| semoi Verfasst am: 16. März 2012 10:24 Titel: |
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Leider wird die Diskussion ein wenig ineffizient. Rmn und ich sagen "Es hängt von den Positionen und Stärken Resonanzfrequenzen ab. In die Resonanzfrequenzen geht auch die Dichte ein." während magican4 sagt, "Ja, aber die Position und Stärke der Resonanzfrequenz hängt hauptsächlich von der Gitterstruktur des Festkörpers ab."
Natürlich hat magican4 nicht unrecht. Seine Aussage gilt jedoch (meiner Meinung nach) nur für bestimmte Wellenlängen -- was ich bereits in einem früheren Beitrag erwähnte.
Deshalb will ich magican4 eine Frage stellen, die uns vermutlich zusammenbringt. Du sagst, die Absorption hängt vor allem von der Struktur des Festkörpers ab. Wie stark ist diese Abhängigkeit, falls ich breitbandige Röntgenstrahlung benutze? Ist hier die Dichte ein wichtigerer Faktor als die Struktur des Festkörpers?
Gruß,
Semoi
PS @ Rmn: Wie ich Dir in meiner PN-Nachricht bereits mitteilte, ist eine Formel ohne Referenz und ohne Erklärung der Notation wenig hilfreich. Zwar stimme ich mit Dir überein und verstehe auch Deine Notation. Hier geht es aber offentsichtlich darum, dass magician4 die Formel nicht akzeptiert ("vom Himmel fällt").
PS @ magican4: Ich benutze IN DIESEM BEITRAG das Wort Festkörper, Du kannst es aber auch gerne als Molekül lesen.
PPS @ magican4: Auf Dein Zitat gehe ich nicht ein, denn Du verzehrst meine Aussage. Du kannst in diesem Fall nicht einen Teil meines Beitrages nehmen und zitieren, denn so war es nicht gemeint. Wie es gemeint war steht im ursprünglichen Beitrag. |
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