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Farben durch Nanokristallite-Wie funktioniert das?
 
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Namensucheistnervig



Anmeldungsdatum: 06.10.2019
Beiträge: 6

Beitrag Namensucheistnervig Verfasst am: 14. Nov 2019 21:15    Titel: Farben durch Nanokristallite-Wie funktioniert das? Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Hallo liebes Forum,
Ich habe gerade im Halliday folgendes gelesen und habe damit so meine Probleme. Es geht um Nanokristallite mit denen man Potenzialbarrieren für Elektronen realisieren kann, sie wirken als Kastenpotenzial für die Elektronen. Weiter steht da, dass man in einem unendlich hohem Kastenpotenzial den niedrigsten Quantenzustand erhöhen kann indem man die Breite verringert (dies ist mir auch klar, da ja die Formel gilt).
Weiter geht es, damit, dass je höher das niedrigste Energieniveau ist um so größer ist die minimale Lichtphotonenenergie, die vom Elektron absorbiert werden kann (damit hatte ich zuerst so meine Probleme, habe es mir nachher aber so erklärt: Wenn die Energie des Grundzustandes höher ist, ist automatisch der Abstand zum ersten angeregten Zustand höher und somit die minimale Energie die ein Photon haben muss da es ja für eine Absorption genau die Energie einer Diefferenz zwischen zwei Energieniveaus braucht-oder ist hier schon ein Denkfehler??)

Anschließned geht es mit dem weiter ws ich mir dann gar nicht mehr erklären kann:
"Scheint Sonnenlicht auf das Pulver aus Nanokristalliten, können die Kristallite ALLE Photonen absorbieren, deren Energien oberhalb einer bestimmten Grenzenergie liegt."
Dies ist mir total unklar, da ich bisher dachte, dass nur solche Photonen absorbiert werden können, die die passende Energie haben.Warum können dann auf einmal alle Energie größer als einem Wert absorbiert werden???

Wenn ich das verstanden habe wäre da noch ein weiteres Problem:
"Nicht absorbiertes Licht wird gestreut, daher streut unser Pulver aus Nanokristalliten alle Wellenlängen oberhalb von EIner Grenzwellenlänge.Wir sehen das Pulver in dem LIcht das zu unserem Auge zurückgestreut wird"
An sich ist mir das klar, dass wir natürlich das ins Auge zurückgeworfene Licht sehen, aber was ist mit dem absorbierten Anteil? Das Elektron will ja eigtl in den Grundzustand zurück und würde ja dann auch wieder Wellenlängen aussenden die es vorher aufgenommen hat und damit würden ja auch diese Wellenlängen und somit diese Farben in unser Auge gelangen???

Ich hoffe jemand kann mir das erklären, da ich jetzt schon wirklich lang im Internet nach Erklärungen gesucht habe aber leider keine finde:(
Danke schonmal für eure Hilfe
Tina

Meine Ideen:
stehen oben im Text schon drin

LaTeX-Tags ergänzt. Steffen
Gast002
Gast





Beitrag Gast002 Verfasst am: 15. Nov 2019 00:18    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo Tina,

ich versuche mich mal mit einer Erklärung. Ob sie hundertprozentig richtig ist, kann ich nicht garantieren.

Warum werden alle Photonenen mit einer Energie oberhalb einer Grenze absorbiert? Bei einem real hergestellten Pulver aus Nanokristallen werden die einzelnenen Kristalle unterschiedliche Größen haben. In dem Pulver kommen also, mehr oder weniger kontinuierlich verteilt, alle Werte für den Größenparameter L vor, von einer minimalen Größe L_min bis zu einer maximalen L_max. Durch L_max wird die Grenze für die Photonenenergie festgelegt, die noch absorbiert werden kann. L_min muß im Verhältnis zu L_max so klein sein, daß der Energiebereich bis zur zweiten Absorptionslinie der L_max Kristalle durch die kleineren Kristalle gefüllt wird.

Warum sind im rückgestreuten Licht keine von den Kristallen emittierten Photonen mit einer Energie oberhalb der Grenzenergie enthalten? Reale Nanokristalle besitzen neben den bisher betrachteten Elektronen auch ein Atomgitter, in dem sich die Elektronen bewegen. Energetisch sind die Elektronen an die Gitterschwingungen angekoppelt. Damit gibt es neben dem Prozeß, daß ein angeregter Nanokristall durch Abgabe eines Photons in den Grundzustand zurückkehrt (strahlende Rekombination) auch einen Konkurrenzprozeß, bei dem das Elektron seiner Energie an das Atomgitter abgibt und dieses zum Schwingen anregt (nichtstrahlende Rekombination, der Kristall erhöht seine Temperatur). Welchen Anteil die strahlende Rekombination hat, wird von der konkreten Art des Nanokristalls abhängen. Aber auch wenn sie für einen einzelnen Kristall nennenswert ist, wird das emittierte Photon von einem benachbarten Kristall mit hoher Wahrscheinlichkeit gleich wieder absorbiert. Die Photonenenergie liegt ja oberhalb der Grenze. Der größte Teil der Photonen, den man sieht, wird also eine Energie unterhalb der Grenze haben und damit den Farbeindruck bestimmen.

Beste Grüße
Gast002
Gast





Beitrag Gast002 Verfasst am: 15. Nov 2019 00:20    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo Tina,

ich versuche mich mal mit einer Erklärung. Ob sie hundertprozentig richtig ist, kann ich nicht garantieren.

Warum werden alle Photonenen mit einer Energie oberhalb einer Grenze absorbiert? Bei einem real hergestellten Pulver aus Nanokristallen werden die einzelnenen Kristalle unterschiedliche Größen haben. In dem Pulver kommen also, mehr oder weniger kontinuierlich verteilt, alle Werte für den Größenparameter L vor, von einer minimalen Größe L_min bis zu einer maximalen L_max. Durch L_max wird die Grenze für die Photonenenergie festgelegt, die noch absorbiert werden kann. L_min muß im Verhältnis zu L_max so klein sein, daß der Energiebereich bis zur zweiten Absorptionslinie der L_max Kristalle durch die kleineren Kristalle gefüllt wird.

Warum sind im rückgestreuten Licht keine von den Kristallen emittierten Photonen mit einer Energie oberhalb der Grenzenergie enthalten? Reale Nanokristalle besitzen neben den bisher betrachteten Elektronen auch ein Atomgitter, in dem sich die Elektronen bewegen. Energetisch sind die Elektronen an die Gitterschwingungen angekoppelt. Damit gibt es neben dem Prozeß, daß ein angeregter Nanokristall durch Abgabe eines Photons in den Grundzustand zurückkehrt (strahlende Rekombination) auch einen Konkurrenzprozeß, bei dem das Elektron seiner Energie an das Atomgitter abgibt und dieses zum Schwingen anregt (nichtstrahlende Rekombination, der Kristall erhöht seine Temperatur). Welchen Anteil die strahlende Rekombination hat, wird von der konkreten Art des Nanokristalls abhängen. Aber auch wenn sie für einen einzelnen Kristall nennenswert ist, wird das emittierte Photon von einem benachbarten Kristall mit hoher Wahrscheinlichkeit gleich wieder absorbiert. Die Photonenenergie liegt ja oberhalb der Grenze. Der größte Teil der Photonen, den man sieht, wird also eine Energie unterhalb der Grenze haben und damit den Farbeindruck bestimmen.

Beste Grüße
Namensucheistnervig



Anmeldungsdatum: 06.10.2019
Beiträge: 6

Beitrag Namensucheistnervig Verfasst am: 17. Nov 2019 18:27    Titel: Antworten mit Zitat

Vielen Dank für die Antwort!
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