Wellenlänge

Step · Anmeldungsdatum: 11.11.2004 Beiträge: 87

Hallo erstmal.
Ich habe mcih gefragt, warum kurzwellige Strahlung (UV) von der Sonne zu uns durchdringen kann, aber keine langwellige Strahlung wieder heraustreten kann, sondern reflektiert wird. Ich habe dazu einige unrealistische Skizzen gesehen und habe meine eigene Theorie, wie man hier sehen kann. Aber warum stimmt die bloß nicht?

Behauptung: Kurzwellige Strahlen treffen mit höherer Wahrscheinlichkeit auf ein Teilchen, als Langwellige Strahlung????

Habe noch eine Frage, kann ich die auch gleich hier reinposten, oder wäre ein neues Thema besser?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Step · Anmeldungsdatum: 11.11.2004 Beiträge: 87

Hab so verstanden: ein Molekül/Atom fängt eine Welle hoher Intensität auf und streut dann kleinere Wellen, geringerer Intensität aus? Diese ausgestreuten Wellen haben dann nur eine kleinere Amplitude.
Daher: größere Amplitude oder höhere Frequenz = höhere Energie.

Und das hier habe ich noch nicht so ganz verstanden.

"Absorptionsmaxima hängen mit dem Aufbau der Moleküle und deren Vibrationszuständen zusammen"

Also wenn man ein H-Atom hat, wird es durch Licht angeregt... das Aussenelektron geht in eine höhere Schale, oder aufs höhere Energieniveau und fällt dann wieder herunter. Dann gäbe es aber einen Lichtbliz und der Himmel wäre sehr heller als jetzt? Also dachte ich mir, das mit der Lichtstreuung wäre ein bischen besser zu erklären. Aber was ist falsch an der theorie mit dem Lichtblitz? Diese beiden theorien widersprechen sich doch, oder?
Oder ist die Annahme richtig, dassein Elektron die Welle absorbiert und dann viele Wellen, geringerer Energie aussenden? Dann wäre das mit dem Lichtblitz und Streuung vereinbar! ?

Und wenn man ein H2O-Molekül hat, absorbiert es bei anderen Wellenlängen. Wie kann man sich das denn vorstellen? Würden die elektronen auf ein höheres Energieniveau wechseln, würde sich das Molekül aufspalten??

Hat jemand vielleicht eine Seite, wo mandie Wellenlänge zu bestimmten Moleküle oder Atomen berechnen kann? würde mir auch vielleicht weiterhelfen, wenn ich das wüsste.

Step · Anmeldungsdatum: 11.11.2004 Beiträge: 87

hm, ist die Frage zu lang, oder die Antwort darauf, oder weis es bloß keiner?^^
Habe mir jetzt sogar noch einmal die mühe gemacht und meinen Text überarbeitet, weil niemand antwortet!

Text below edited zum letzten mal am 7.Jan - 14Uhr

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Vorneweg erst mal allgemein etwas zur Physik der Atome:

Jedes Atom und jedes Molekül hat eine unterschiedliche Elektronenhülle. Zum Beispiel mit einer unterschiedlichen Anzahl von Elektronen, oder zum Beispiel sind die Elektronen auf unterschiedliche Art und Weise und mit unterschiedlicher Stärke an die Atomkerne gebunden.

Wenn ein Atom oder ein Molekül ein Photon absorbiert, dann schluckt es diese Energieportion. Dabei wechselt ein Elektron der Elektronenhülle von seinem Energieniveau auf ein höher gelegenes Energieniveau. Das würde ich mir einfach gesprochen so vorstellen, dass das angeregte Elektron in der Elektronenhülle dann etwas stärker hin- und herzappelt. (Welche Portionen das Atom bzw. Molekül schlucken kann und welche nicht, hängt sehr individuell von der Lage der Energieniveaus in diesem Atom oder Molekül ab.) Kurz danach spuckt das Atom bzw. Molekül diese Anregungsenergie wieder aus, dabei fällt das angeregte Elektron wieder in einen tieferen Zustand zurück (wo es dann also wieder weniger stark zappelt). Dabei wird ein Photon ausgesandt. Wenn dieses Photon im sichtbaren Wellenlängenlängenbereich liegt, dann sieht man dieses Photon als Licht.

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Andere Mechanismen bei der Lichtstreuung in der Atmosphäre erfordern nicht, dass die Wellenlänge des Photons so genau passt, dass das Photon zwischendurch komplett absorbiert werden kann. Bei der Rayleigh-Streuung wird kurzwelliges Licht stärker gestreut als langwelliges, darum ist der Himmel blau und das Abendrot rot.

Step · Anmeldungsdatum: 11.11.2004 Beiträge: 87

Hm, hast du physik studiert?^^ Naja, ich werde das dann mal versuchen mit Literatur.

Ganz klar ist mir aber noch nicht:
"Ist die Annahme richtig, dass ein Elektron die Welle absorbiert und dann viele Wellen, geringerer Energie aussenden? Dann wäre das mit dem Lichtblitz und Streuung vereinbar! ? "

Du hast eben geschrieben, dass die Wellenlänge für die Streuung nicht genau passen muss, damit das Photon absorbiert wird. Dann hast du noch geschrieben, dass ich mir den Wechsel auf ein höheres Energieniveau so vorstellen kann, dass das angeregte Elektron in der Elektronenhülle dann etwas stärker hin- und herzappelt.
Aber wenn eine Welle auf das Elektron trifft, muss es ja zwangsläufig mehr vibrieren, wenn es diese Energie nur "weiterleiten" will (Streuung). Aber wenn es mehr vibriert. absorbiert es auch diese energie, bevor es sie wieder abgibt (Energieerhaltungssatz).

Und beider Streuung wäre meine theorie dann doch richtig (aber nru bei streuung, nicht beim wechsel der energieniveaus), wonach UV-licht stärker gestreut wird, als IR-Licht? Siehe Skizze oben.

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Step · Anmeldungsdatum: 11.11.2004 Beiträge: 87

Rayleigh-Streuung:
Durch die vielen winzigen Lichtblitze, die bei der Lichtstreuung aus den Molekülen mit einer anderen Richtung herauskommen, als siev hineingeflogen sind, ist der Himmel, weil kurzwelliges Licht stärker gestreut wird , nicht schwarz, sondern blau.

Versuch von Fraunhofer
Bestimmte Wellenlängen regen Atome an und fehlen dadurch im Durchlicht. Die Atome geben zwar schon beim Übergang zurück in den Grundzustand wieder viele Photonen dieser Wellenlänge ab, jedoch nach allen Richtungen, sodass sie im durchfallenden Licht größtenteils fehlen. Die Intensität dieser Photonen der absorbierten Wellenlänge in Vorwärtsrichtung ist daher so gering, dass man sie als Betrachter nicht wahrnimmt. Deshalb ist der Himmel auch blau und die Sonne rötlich.

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Also diese beiden Versuche Widersprechen sich und ich glaube nciht, dass die erste Behauptung richtig ist, soe wie es dort formuliert ist! Das zweite ist finde ich zutreffender.

Da hst du wohl wieder was gelernt Zunge raus

Und danke noch, hast mir aber sehr weitergeholfen!

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Wenn du das, was ich zur Rayleigh-Streuung gesagt habe, nachlesen möchtest, könntest du zum Beispiel mal dort schauen:

http://de.wikipedia.org/wiki/Streuung_(Physik)
http://de.wikipedia.org/wiki/Rayleigh-Streuung

Step · Anmeldungsdatum: 11.11.2004 Beiträge: 87

Ich will mich jetzt nciht zu weit raushängen und sag wenn ich nerve, weil ich die ganze zeit widerspreche.
Also meine Aussage habe ich auch gelesen, hier der link zum beweis:
http://www.treutner.at/svp/Emission%20und%20Absorption.pdf
auf Seite 43 ganz unten - der letzte Abschnitt

Und jetzt ncoh eine Vermutung von mir: Die Frauenhoferschen Linien beschreiben zwar nur dieses Licht, das bei uns ankommt, aber der UV-Anteil der Sonne wird ja auch nicht ganz absorbiert von der luft. Daher bekommt man auch sonnenbrand ->Ozonloch! Diese F.L. zeigen auch keine schwarzen lücken, wenn nur ein sehr geringer Anteil von Strahlung ankommt, daher ändern Sie sich auch nicht, egal ob die sonne tief oder hoch steht?????
Um meien Theorie zu untermauern, habe ich ncoh ein Sonnenspecktrum gefunden, be dem die UV-Intensität immer geringer wird, je höher die Frequenz...

http://www.wissen.swr.de/warum/himmelblau/themenseiten/t4/images_content/sun-spektrum-intensity.jpg

Und ausserdem könnte es ja sein, dass meine Absorbtions-Emissions-Theorie richtig ist und deine Streuung auch, da es ein und dasselbe ist?

Weil wenn ich schon solche Bilder sehe, ...

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/de/a/ad/Rayleigheffekt.jpg
dann weis ich doch, oder nehme zumindest stark an, dass es sich bei dieser Wikipediaerklärung und zeichnung nur um die Einfache ausführung handelt! Also meine theorie ist eben Quantenmechanisch oder wie das heis begründet daher.

Was sagst du dazu ? Bin mir nicht sicher!

Step · Anmeldungsdatum: 11.11.2004 Beiträge: 87

hey, super cool, ich habe noch sogar eine animation gefunden.... http://www.wissen.swr.de/warum/himmelblau/themenseiten/t5/s1.html#

einfach auf Trickfilm starten klicken

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Step · Anmeldungsdatum: 11.11.2004 Beiträge: 87

achso, ich dachte, weil ein sonnenstrahl in der animation aus molekül trifft udn dann mehrere Strahlen gleicher frququenz(blau) abgibt, ists so wwie ich gesagt habe.
und habe eher diesen kommentar im PDF gemeint: Site 24 sorry, weis net wie ich auf 43 kam
"Nicht nur in der Sonnenatmosphäre (wie die Fraunhoferschen Linien zeigten), auch in der Erdatmosphäre tritt eine Absorption des Sonnenlichtes mit nachfolgender Reemission in allen Richtungen auf."

Ich frag mcih aber, wie bekommen wir dann eigentlich Sonnenbrand wenn eh alles am Ozon gestreut oder in der luft gestreut wird? Kommt ja nur vom UV-Licht (und wohl nicht nur von einem mit bestimmter Frequenz) und das wird ja angeblich immer umgelenkt?? grübelnd

Ja ok, du hast mich trotzdem überzeugt.^^ Aber es müsste doch trotzdem auch so sein, wie ich es gesagt habe, wenn die Frequenz für bestimmte Moleküle gegeben ist? Und für das UV licht generell ist es so wie du gesagt hast.

Hm, da hab ich wohl wieder was gelernt^^
Danke Augenzwinkern

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Step · Anmeldungsdatum: 11.11.2004 Beiträge: 87

ok, danke, hat lange gedauert, aber jetzt kapier ich das Thema auch ganz!
Danke für deine Gedult und Hilfe Augenzwinkern

und dass du nicht an mir verzweifelt bist Zunge raus