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Nachricht |
Langstrumpf
Gast
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 Langstrumpf Verfasst am: 24. Mai 2016 10:40 Titel: Veränderung der Frequenz von Licht |
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Meine Frage:
Hallo 
mir ist heute etwas eingefallen, was mir Kopfzerbrechen bereitet:
Es gibt ja verschiedene Phänomene, die zur Veränderung der Frequenz des Lichtes führen, wie z.B. Compton und Raman-Effekt. Ich dachte immer, dass Photonen allerdings ganz oder gar nicht absorbiert werden können (das stimmt doch oder?). Allerdings wird bei den oben genannten Effekten doch nur ein Teil der Energie übertragen. Also bei Raman ein höheres Schwingungsniveau angeregt oder? Das bedeutet ja dann, dass das Photonen sehr wohl nur einen Teil der Energie abgeben kann.
Meine Ideen:
Ich habe wirklich keine Ahnung wo mein Denkfehler liegt. Hoffe ihr könnt mir helfen!!
Liebe Grüße |
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as_string
Moderator
Anmeldungsdatum: 09.12.2005
Beiträge: 5786
Wohnort: Heidelberg
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| as_string Verfasst am: 24. Mai 2016 13:05 Titel: Re: Veränderung der Frequenz von Licht |
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| Langstrumpf hat Folgendes geschrieben: | | Das bedeutet ja dann, dass das Photonen sehr wohl nur einen Teil der Energie abgeben kann. |
Und wo steht, dass das nicht möglich sein soll?
Es kann aber auch nicht mehr Energie abgeben, als es hat.
Gruß
Marco
PS: Um das nochmal etwas auszuführen: Wenn Du viele Photonen hast, die alle selbst relativ wenig Energie haben, dann hast Du zwar in der Summe viel Energie (also eine vielleicht hohe Leistung pro Fläche), aber trotzdem existieren einzelne Photonen, die jeweils nur maximal so viel Energie abgeben können, wie sie haben. So tritt dann etwa kein Photoeffekt mehr ein, wenn die Energie zum Auslösen nicht ausreicht.
Aber dem Compton-Effekt ist im Unterschied zum Photoeffekt eben gerade die Tatsache, dass es ein elastischer Stoß ist, der dazu führt, dass nur ein Teil der Photonen-Energie abgegeben wird.
Beim Raman-Effekt ist es eher eine Re-Emission, wenn ich mich recht erinnere. Dann ist es ja quasi ein "neues" Photon. Da es aber kein neu oder alt gibt, ist das auch kein Unterschied zum einfachen Verlieren von Energie vielleicht, keine Ahnung...
Gruß
Marco |
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Langstrumpf
Gast
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| Langstrumpf Verfasst am: 24. Mai 2016 15:19 Titel: |
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Also wenn ich dich richtig verstehe, können Photonen ihre Energie auch nur teilweise abgeben und müssen nicht ganz absorbiert werden oder?
Aber generell ist es doch so, dass Lichtquanten nur dann in der Lage sind ein Atom in den angeregten Zustand zu versetzen, wenn sie exakt die Anregungsenergie besitzen.
Dann könnte ja von allen Atomen nicht nur Licht mit bestimmten Wellenlängen (bzw Energien) absorbiert werden, sondern unabhängig von der Wellenlänge (bzw Energie) jedes Photon...?
Ich hoffe ihr versteht mein Problem  |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18067
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| TomS Verfasst am: 24. Mai 2016 20:44 Titel: |
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Betrachten wir die Comptonstreuung als elementaren Prozess. Ein Elektron absorbiert zunächst ein Photon, propagiert kurzzeitig als "virtuelles" Elektron, d.h. es verletzt die relativistische Energie-Impuls-Beziehung, und emittiert anschließend wieder ein Photon:
Für die Energie-Impuls-Bilanz setze ich p bzw. q für Elektron bzw. Photon:
Daraus folgt der bekannte Zusammenhang zwischen Wellenlängendifferenz und Streuwinkel des Photons.
Zusammenfassend: das Photon wird vollständig absorbiert; dabei ist jede beliebige Photonenergie zulässig. |
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Kassiopeija
Anmeldungsdatum: 26.06.2015
Beiträge: 146
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| Kassiopeija Verfasst am: 27. Okt 2020 19:45 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: | Betrachten wir die Comptonstreuung als elementaren Prozess. Ein Elektron absorbiert zunächst ein Photon, propagiert kurzzeitig als "virtuelles" Elektron, d.h. es verletzt die relativistische Energie-Impuls-Beziehung, und emittiert anschließend wieder ein Photon:
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Hallo TomS, ich hätte hierzu eine kleine Verständnisfrage:
Ist es möglich, daß ein Elektron innerhalb einer kurzen Zeit (s.o.) von 2 Photonen angeregt wird - und somit einen höheren (und stabilen) Anregungszustand erreicht - im Gegensatz zu einer Anregung durch ein einzelnes Photon - welches alleine die dafür erforderliche Energie nicht liefern könnte?
Ich fraqe deswegen nach, weil ich mich in letzter Zeit mit Photobiologie beschäftige, und ich in vielen Studien von noch ungeklärtem Verhalten des Photosystems I bei Landpflanzen lese - und zwar die Verwertbarkeit von Licht >700nm (bis 780nm). Die Forscher führen hier unterschiedliche Erklärungen heran (das Absorptionsmax von Photosystem I ist 700nm (p700).... und als eine womögliche Erklärung für diesen "uphill electron transport" werden "additive quantum-effects" beschrieben, andere Erklärungen wären noch unbekannte Chlorophylle in dem Antennenpigmentsystem (chl-f 720?) und auch verstärkte räumliche Annäherungen der Atomorbitale (durch Wärme) in der Exzitonentransportkette.
Lieben Gruß
Kass. |
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Nils Hoppenstedt
Anmeldungsdatum: 08.01.2020
Beiträge: 2019
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| Nils Hoppenstedt Verfasst am: 28. Okt 2020 15:05 Titel: |
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| Kassiopeija hat Folgendes geschrieben: |
Ist es möglich, daß ein Elektron innerhalb einer kurzen Zeit (s.o.) von 2 Photonen angeregt wird - und somit einen höheren (und stabilen) Anregungszustand erreicht - im Gegensatz zu einer Anregung durch ein einzelnes Photon - welches alleine die dafür erforderliche Energie nicht liefern könnte?
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Ja, das ist möglich und nennt sich Zwei-Photonen-Absorption. Der Prozess ist aber extrem unwahrscheinlich und nur bei sehr hohen Photonendichten, sprich intensiver Laserstrahlung, zu beobachten. Bei der Photosynthese in Pflanzen kann man diesen Prozess sicher vernachlässigen.
Viele Grüße,
Nils |
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Doll
Gast
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| Doll Verfasst am: 31. Okt 2020 10:21 Titel: |
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1) Ich gebe nur mal grob wieder was ich aus meinem Studium noch weiß etwas verwoben mit meinen eigenen erklärungen.
Ich würde erstmal folgendes sagen, ersteinmal, auch wenn licht quanitsiert ist, gibt es doch sogenannte absorptionsmaxima die ich nun vereinfach "Peak" nenne. Diese Peaks nehmen im einfachst denkbaren fall ungefähr eine gauschen verteilungspeak oder ähnliche form an. Damit haben sie aber eine breite. wenn du sagst, dass ein bestimmtes lichtquant nur von einer bestimmten atomart aufgenommen werden kann, dann ist das natürlich kein peak, sondern eine wand. Wodurch kommt es nun zum peak. also der Verbreiterung. Dabei kommt zum tragen, dass auch atome absorbieren können, für die die frequenz nicht ganz stimmt. Wie? nun ich erkläre den effekt gerne anhand "Mössbauer spectroscopy" hier kann ein probe durch schnelles bewegen noch zur absprption gebracht werden obwohl sie normalerweise nicht absorbieren würde. Aka, du musst alle eigenschaften und energieniveaus eines Absorbierenden Teilchens betrachten, die bei T= 300 k ziemloch naja okay varbiabel sind. Sagen wir einfach das man die wärmeschwingung als hin und herbewegung betrachten kann. Das Photon wird nun absorbiert. Das molkül damit jedoch in einen Anregungszustand gebracht, der energetisch ungunsitg ist und sofort wieder zerfällt. In ein weiteres Photon oder wärme. Breitere Spektren kann man dann aufgrund verschiedenster meist aniostroper effekte in festkörpern erhalten.
Das ist zumindest wie ich mir die Sache erkläre. Ich lade aber gerne jemanden ein den Text auf fehler hin außeinanderzunehmen, vieleicht kann ich ja auch ncoh was lernen |
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