Präsentation zur Projektphase „Frühjahr 2006“ Farben und Farbstoffe Präsentation zur Projektphase „Frühjahr 2006“

Einleitung Es gibt verschiedene Arten von Farben und Farbstoffen „normale“ Farben grelle Farben nachleuchtende Farben leuchtende Farben

??? Einleitung Zentrale Fragen: Wie kommen Farben zu Stande? Warum leuchten bestimmte Farbstoffe? ???

Einleitung Gliederung Wie kommen Farben zu Stande? Was ist Licht? Was sind Farben? Warum leuchten bestimmte Farbstoffe? Fluoreszenz Phosphoreszenz Bio- und Chemolumineszenz

a) Wie kommen Farben zu Stande? 1. Was ist Licht? a) Wie kommen Farben zu Stande? Licht ist elektromagnetische Strahlung. Es gibt „sichtbares“ Licht. Weißes Licht besteht aus allen Farben. Es gibt „nicht sichtbares“ Licht.

1. Was ist Licht? Die Wellenlänge bestimmt die Eigenschaften des Lichts. Licht hat auch einen Teilchencharakter: Photonen (=Energiepakete). Wellenlänge

1. Was ist Licht? Spektrum des Lichts Ultraviolett Infrarot

2. Was sind Farben? weißes Licht türkises Licht

2. Was sind Farben? Komplementär-farben Farbkreis

2. Was sind Farben? Farbstoffe absorbieren (=aufnehmen) Licht mit bestimmten Wellenlängen. Der nicht absorbierte Teil ist bestimmend für den Farbeindruck des Stoffes.

Grüne Photonen werden absorbiert 2. Was sind Farben? Stoff Grüne Photonen werden absorbiert Der Stoff ist Magenta

10 konjugierte Doppelbindungen 2. Was sind Farben? Farbmolekülstruktur bestimmt die Wellenlänge des absorbierten Lichts. 10 konjugierte Doppelbindungen Einfachbindung Doppelbindung

b) Warum leuchten bestimmte Farbstoffe? 1. Fluoreszenz Fluoreszenz: Farbe eines Stoffes erscheint um einiges greller als normale Farben.

1. Fluoreszenz Farbstoffe können: Licht aufnehmen (= absorbieren) Licht aussenden (= emittieren) Farbstoffe absorbieren einen ganz bestimmten Teil des Lichts

1. Fluoreszenz Energieniveaus GS ES Erregter Zustand Grundzustand Elektronenpaar

1. Fluoreszenz Rotes Photon Grünes Photon Angeregtes Elektron ES Absorption Relaxation Emission GS Rotes Photon Grünes Photon

1. Fluoreszenz GS ES Erregter Zustand Energiedifferenz Grundzustand

1. Fluoreszenz Fluoreszenz Grünes Photon UV - Photon GS ES Absorption Relaxation Emission Grünes Photon UV - Photon

1. Fluoreszenz Fluoreszenz: nicht sichtbares Licht wird absorbiert und sichtbares Licht wird emittiert

2. Phosphoreszenz Phosphoreszenz: nachleuchten eines Stoffes

2. Phosphoreszenz Photon Elektron mit umgekehrten Spin ES Absorption GS ES Absorption Relaxation (mit Spinumkehr) Emission (stark erschwert) Photon

2. Phosphoreszenz Elektron verbleibt lange Zeit im erregten Zustand => Emission wird verzögert

3. Bio- und Chemolumineszenz Lumineszenz: optisches Strahlen eines Stoffes, wenn er angeregt wird Anregung erfolgt durch eine chemische Reaktion Enzyme (=Bio-Katalysatoren) erleichtern chem. Reaktionen

3. Bio- und Chemolumineszenz Chemische Reaktion führt zu farbigem Leuchten 1. Rodamin → rot-rosa 2. Eosingelb → orange 3. Amaranth → blau 4. Chinolingelb → innen grün, außen gelb 5. Eosingelb+Luminol → orange 6. Fluorescein+Amaranth +Luminol → erst rot, dann gelb

3. Bio- und Chemolumineszenz Viele Lebewesen verwenden dieses Prinzip des kalten Leuchtens um: Feinde zu vertreiben Einen Partner zu finden Beute anzulocken Sich zu tarnen

Lebewesen aus der Tiefsee

3. Bio- und Chemolumineszenz Effizienz: 90% der freiwerdenden Energie in Licht, 10% in Wärme Bio-Katalysator Bsp.: Leuchtkrebse Luciferin + Wasser blaues Leuchten Luciferase Farbstoff

Literarische Angaben Internet: Hector-Seminar: Sonstiges: Wikipedia Google Bilder Hector-Seminar: Arbeitsblätter Projektleiter Sonstiges: Film: „Deep Blue“