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Absorptions- und Transmissions-Spektren Nach Marcel Eugster, St. Georgen 2003 KST CHEMIE 2013Two Chemie1.

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1 Absorptions- und Transmissions-Spektren Nach Marcel Eugster, St. Georgen 2003 KST CHEMIE 2013Two Chemie1

2 KST CHEMIE 2013Two Chemie2

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4 Elektromagnetische Strahlung Strahlung einer Infrarotlampe Röntgenstrahlung Radiowellen Sichtbares Licht Infrarotlampe spendet Wärme Röntgenstrahlen können Materie durchdringen Radiowellen ermöglichen den Empfang von Radiosendungen sichtbares Licht ist für die bunten Farben eines Regenbogens verantwortlich Die verschiedenen Arten der elektromagnetischen Strahlung haben ein sehr unterschiedliches Erscheinungsbild. Gemeinsamkeiten Geschwindigkeit der Strahlung im Vakuum: m/s ~ m/s (Lichtgeschwindigkeit) Wellencharakter KST CHEMIE 2013Two Chemie4

5 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. KST CHEMIE 2013Two Chemie5

6 Elektromagnetische Strahlung Sichtbares Licht nimmt nur einen kleinen Ausschnitt des gesamten elektromagnetischen Spektrums ein! Wellenlänge KST CHEMIE 2013Two Chemie6

7 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 in cm -1 angegeben. KST CHEMIE 2013Two Chemie7

8 KST CHEMIE 2013Two Chemie8

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10 Elektromagnetische Strahlung Wellenlänge (nm) UV- Strahlung IR- Strahlung Sichtbarer Bereich des Spektrums KST CHEMIE 2013Two Chemie10

11 Aufspaltung von sichtbarem Licht Lichtquelle mit weissem Licht Prisma Farbeindruck: weiss KST CHEMIE 2013Two Chemie11

12 weisses Licht Prisma Aufspaltung von sichtbarem Licht KST CHEMIE 2013Two Chemie12

13 weisses Licht Prisma weisses Licht Gitter (vgl. CD) Aufspaltung von sichtbarem Licht KST CHEMIE 2013Two Chemie13

14 weisses Licht Prisma weisses Licht Gitter (vgl. CD) Aufspaltung von sichtbarem Licht KST CHEMIE 2013Two Chemie14

15 KST CHEMIE 2013Two Chemie15

16 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. KST CHEMIE 2013Two Chemie16

17 ? Wie sieht eine Tomate bei grünem Scheinwerfer- licht aus? bei weissem Lichtbei grünem Licht KST CHEMIE 2013Two Chemie17

18 Lichtquelle mit weissem Licht violette KMnO 4 - Lösung Licht trifft auf einen durchsichtigen Körper Möglichkeiten: Absorption Reflexion Transmission ? KST CHEMIE 2013Two Chemie18

19 Licht trifft auf einen durchsichtigen Körper KMnO 4 : Kaliumpermanganat Lichtquelle mit weissem Licht violette KMnO 4 - Lösung KST CHEMIE 2013Two Chemie19

20 Licht trifft auf einen durchsichtigen Körper KMnO 4 : Kaliumpermanganat Lichtquelle mit weissem Licht violette KMnO 4 - Lösung ? KST CHEMIE 2013Two Chemie20

21 Licht trifft auf einen durchsichtigen Körper KMnO 4 : Kaliumpermanganat Lichtquelle mit weissem Licht violette KMnO 4 - Lösung Grünes Licht wird absorbiert von KMnO 4 -Lösung! Zusammenspiel der durchgelassenen Lichtarten ergibt Komplementär-Farbe zu grün: violett! KST CHEMIE 2013Two Chemie21

22 KST CHEMIE 2013Two Chemie22

23 Absorptions-Spektrum einer KMnO 4 -Lösung KST CHEMIE 2013Two Chemie23

24 Absorptions-Spektrum einer KMnO 4 -Lösung KST CHEMIE 2013Two Chemie24

25 Absorptions-Spektrum einer KMnO 4 -Lösung Wie sieht das zugehörige Transmissions-Spektrum aus? KST CHEMIE 2013Two Chemie25

26 Aufnahme eines Spektrums: Das Photometer Lichtquelle Zerlegung des weissen Lichts Beweglicher Schlitz Probe Photozelle Computer Messung der Absorption oder der Transmission KST CHEMIE 2013Two Chemie26


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