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Absorptions- und
Transmissions-Spektren
Nach Marcel Eugster, St. Georgen 2003
KST CHEMIE 2013
Two Chemie
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Two Chemie
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Two Chemie
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Elektromagnetische Strahlung
Die verschiedenen Arten der elektromagnetischen Strahlung
haben ein sehr unterschiedliches Erscheinungsbild.
•
Strahlung einer Infrarotlampe
•
Infrarotlampe spendet Wärme
•
Röntgenstrahlung
•
Röntgenstrahlen können Materie durchdringen
•
Radiowellen
•
Radiowellen ermöglichen den Empfang von Radiosendungen
•
Sichtbares Licht
•
sichtbares Licht ist für die bunten Farben eines Regenbogens
verantwortlich
Gemeinsamkeiten
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•
Geschwindigkeit der Strahlung im Vakuum:
2.9979250 . 108 m/s ~3.0 . 108 m/s (Lichtgeschwindigkeit)
•
Wellencharakter
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Elektromagnetische Wellen
•
Vergleichbar mit stofflichen Wellen, wie z.B. Wasserwellen
•
Sie besitzen eine charakteristische Wellenlänge und Frequenz!
•
Die meisten elektromagnetischen Wellen wie Radiowellen oder die Röntgenstrahlung
sind für unser Auge nicht sichtbar. Sie übertragen Energie und stellen Schwingungen
innerhalb eines Raumgefüges dar, die senkrecht zu ihrer Ausbreitungsrichtung
schwingen (transversale Schwingung).
•
Die Wellen unterscheiden sich in ihrer Wellenlänge:
•
Rundfunkwellen können mehrere hundert Meter lang sein, während die kosmische
Höhenstrahlung Wellenlängen im kaum vorstellbaren Bereich von Millionstel
Nanometer (1 nm = 1 Milliardstel Meter) besitzt. Die Wellenlänge des für uns
sichtbaren Lichts liegt zwischen 770 nm und 400 nm und wird als optisches Spektrum
bezeichnet.
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Elektromagnetische Strahlung
Wellenlänge
Sichtbares Licht nimmt nur einen kleinen Ausschnitt
des gesamten elektromagnetischen Spektrums ein!
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Die Art der elektromagnetischen Strahlung wird durch ihre Frequenz  oder durch ihre
Wellenlänge  bestimmt. In der Chemie wird zur Charakterisierung von elektromagnetischer
Strahlung auch der Kehrwert von , die so genannte Wellenzahl
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in cm-1 angegeben.
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Elektromagnetische Strahlung
Sichtbarer Bereich des Spektrums
UVStrahlung
IRStrahlung
400
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500
600
Wellenlänge (nm)
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700
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Aufspaltung von sichtbarem Licht
Prisma
Lichtquelle mit
weissem Licht
Farbeindruck: weiss
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Aufspaltung von sichtbarem Licht
weisses Licht
Prisma
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Aufspaltung von sichtbarem Licht
weisses Licht
Prisma
Gitter
(vgl. CD)
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Aufspaltung von sichtbarem Licht
weisses Licht
Prisma
Gitter
(vgl. CD)
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Licht trifft auf einen nicht durchsichtigen Körper
Möglichkeiten:

Absorption

Reflexion
Teil der Strahlung wird vom Stoff absorbiert.
Nicht-absorbierter Teil wird reflektiert.
Entstehender Farbeindruck entspricht der
Komplementär-Farbe der absorbierten Farbe.
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Wie sieht eine Tomate bei grünem Scheinwerferlicht aus?
?
bei weissem Licht
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bei grünem Licht
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Licht trifft auf einen durchsichtigen Körper
Möglichkeiten:

Absorption

Reflexion

Transmission
?
Lichtquelle mit
weissem Licht
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violette KMnO4Lösung
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Licht trifft auf einen durchsichtigen Körper
KMnO4: Kaliumpermanganat
Lichtquelle mit
weissem Licht
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violette KMnO4Lösung
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Licht trifft auf einen durchsichtigen Körper
KMnO4: Kaliumpermanganat
?
Lichtquelle mit
weissem Licht
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violette KMnO4Lösung
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Licht trifft auf einen durchsichtigen Körper
KMnO4: Kaliumpermanganat
Lichtquelle mit
weissem Licht
violette KMnO4Lösung
Grünes Licht wird absorbiert von KMnO4-Lösung!
Zusammenspiel der durchgelassenen Lichtarten
ergibt Komplementär-Farbe zu grün: violett!
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Absorptions-Spektrum einer KMnO4-Lösung
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Absorptions-Spektrum einer KMnO4-Lösung
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Absorptions-Spektrum einer KMnO4-Lösung
Wie sieht das zugehörige Transmissions-Spektrum aus?
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Aufnahme eines Spektrums: Das Photometer
Beweglicher
Schlitz
Photozelle
Lichtquelle
Zerlegung des
weissen Lichts
Computer
Probe
Messung der Absorption oder der Transmission
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