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Strahlung bei elektronischen Übergängen im Atom. Inhalt Emission und Absorption elektromagnetischer Strahlung bei Änderung in der Elektronenkonfiguration.

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Präsentation zum Thema: "Strahlung bei elektronischen Übergängen im Atom. Inhalt Emission und Absorption elektromagnetischer Strahlung bei Änderung in der Elektronenkonfiguration."—  Präsentation transkript:

1 Strahlung bei elektronischen Übergängen im Atom

2 Inhalt Emission und Absorption elektromagnetischer Strahlung bei Änderung in der Elektronenkonfiguration eines Atoms

3 Bohrsches Atommodell r1r1 r 2 =4r 1 r 3 =9r 1 r 4 =16r 1 E 1 =-13,6 eV E 2 =-3,4 eV E 3 =-1,5 eV E 1 =-0,85 eV

4 1 JKinetische Energie, Bahn n 1 J Energieverlust bei Übergang von innerer Bahn n zu äußerer Bahn m 1 1/s Frequenz der emittierten elektromagnetischen Strahlung Energie der Strahlung bei Bahnwechsel

5 EinheitAnmerkung 1 1/sRydbergfrequenz 1 1/s Frequenz der emittierten elektromagnetischen Strahlung Energie der Strahlung bei Bahnwechsel Zur Anregung eines neuen elektronischen Zustands muss die Energie der elektromagnetischen Strahlung der Energiedifferenz zur Anregung des neuen Zustands entsprechen

6 1 1/s Frequenz der emittierten elektromagnetischen Strahlung 1 mWellenlänge der Strahlung Wellenlänge der Strahlung bei Bahnwechsel 1 1/s Übergang von Bahn 2 zu 1 im Wasserstoff 1 m Wellenlänge der Strahlung (erste Linie der Lyman- Reihe) Beispiel:

7 EinheitAnmerkung E= hν 1 J Energie elektromagnetischer Strahlung ν 1 1/s Frequenz der elektromagnetischen Strahlung h = 6, Js Plancksches Wirkungsquantum Energie elektromagnetischer Strahlung

8 Bohrs Atommodell: Wasserstoff mit Absorption und Emission elektromagnetischer Strahlung beim Übergang 2 1 r1r1 r 2 =4r 1 E 1 =-13,6 eV E 2 =-3,4 eV nm Anregung12 ca s Emissionλ=121,6 nm

9 nm Anregung13 ca s Emission23 656,1nm Strahlungsemission beim Übergang (1 3 2) Anregung 1 3

10 H, n=1,m=2 121,6 nm H, n=2,m=3 656,1 nm H, n=3,m=4 1874,6 nm Freie Atome: Einzelne, scharfe Linien

11 380 nm Violett 7, Hz 780 nm rot 3, Hz Technische Schwingkreise Molekül- schwingungen Valenz Elektronen Innere Orbitale Frequenzbereiche der Oszillatoren Kern- reaktio nen

12 60 kHz (Versuch) 2,5GHz Mikro- wellenherd 50 Hz (Netz) Kosmische Sekundär- Strahlung 50 kV Röntgen- strahlung 380 nm Violett 7, Hz 780 nm rot 3, Hz 9 GHz Cs Uhr 77,5 kHz DCF 77 H 2 Linie Position der Emissionslinie im elektromagnetischen Spektrum 7 cm kosmische Hintergrundstrahung

13 Beispiel für die Emission an freien Atomen Emissionsspektrum der Quecksilberdampflampe Quelle: Meyers Enzyklopädisches Lexikon

14 Emission der Sonne (analog zu einem heißen Festkörper) Quelle: Meyers Enzyklopädisches Lexikon Weiße Strahlung der Sonne (an der Oberfläche ca K) (Vergessen Sie zunächst die schwarzen Linien)

15 Fraunhofer Linien im Sonnenspektrum Gasatome in der Atmosphäre der Sonne und der Erde werden durch die passenden Frequenzen im Sonnenspektrum angeregt Von der Erde aus betrachtet fehlen diese Frequenzen im Sonnenspektrum Diese schwarzen Linien bezeichnet man als Fraunhofer-Linien Joseph von Fraunhofer ( ) entdeckte sie 1814 zeitgleich mit William Hyde Wollastone ( ) Beispiel für die Absorption an freien Atomen:

16 Zusammenfassung Beim Wechsel der Bahn wird elektromagnetische Strahlung ausgesandt Die Energie der Strahlung bei Wechsel zwischen Bahnen mit Quantenzahlen m und m beträgt hν=E m -E n

17 Formel- zeichen WertSI EinheitAnmerkung e 1, CElementarladung 1, Js Plancksches Wirkungsquantum meme 9, kg Masse des Elektrons 8, C 2 /Nm 2 Feldkonstante Konstanten,


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