Absorptionsabhängigkeiten

20/05/2008 - 20:51 von FriedrichList | Report spam
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Hallo,

ich möchte mich über die Absorptionsabhàngigkeiten von Partikeln
informieren.
Bereits folgende Abhàngigkeiten habe ich gefunden.
Partikelgrößenverteilung: Je größer die Partikel sind, desto größer ist die
Oberflàche von der Strahlung absorbiert werden kann.
In welchem Sinne ist der chemische Aufbau und der Brechungsindex von
Bedeutung?
Was für eine Rolle spielt der Mischzustand und die Fàhigkeit der
Wasseraufnahme?
Außerdem ist die Absorption wellenlàngenabhàngig!
Bsp: Eisenoxid - niedrige Absorptionskoeff. bei 700 - 1000nm, stàrker bei
kürzeren
Wellenlànge. Wieso ist die Absorption wellenlàngenabhàngig?

Ich freue mich auf eine Diskussion.
 

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#1 Roland Damm
22/05/2008 - 11:43 | Warnen spam
Moin,

FriedrichList schrub:

Bereits folgende Abhàngigkeiten habe ich gefunden.
Partikelgrößenverteilung:



Bei Partikelgrößen denke ich zu erst an Streuung, Mie-Streuung,
Rayleigh-Streuung. Zumindest das zweitere ist auch
Wellenlàngenabhàngig. Was davon wichtig ist, hàngt von der Größe
der Partikel bezogen auf die Wellenlànge ab. Aber das ist erst
mal nur Streuung, dennoch führt auch diese dazu, dass ein Gas
mit Partikeln drin (oder auch eine Flüssigkeit) undurchsichtig
sein kann (Beispiel: Milch).

Je größer die Partikel sind, desto
größer ist die Oberflàche von der Strahlung absorbiert werden
kann.



Das ist für große Partikel sicher richtig. Dann làsst sich die
Absorption auch einfach ausrechnen aus der Dichte und der
Querschnittsflàche der Partikel.

In welchem Sinne ist der chemische Aufbau und der
Brechungsindex von Bedeutung?



Brechungsindex nur, wenn das Licht teilweise durch den Partikel
durch gehen kann.
Chemischer Aufbau: Ganz kompliziert, ganz wichtig, ganz viele
Effekte zu bedenken. Um das Thema einzuschrànken, müsste man
wissen, um welche Wellenlànge es geht.

Mikrowellen: Moleküle können dadurch in Rotation versetzt werden,
aber natürlich nur, wenn sie rotieren können. In einem Kristall
geht das so nicht. Da gibt es aber wieder andere Effekte
(Gitterschwingungen, die durch Strahlung angeregt werden
können).
Im nàheren Infrarot können Moleküle in sich schwingen. Aus der
für einen Stoff charakteristischen Absorption von IR kann man
Hinweise auf den chemischen Aufbau des Stoffes bekommen ->
IR-Sprektrometrie.
Im sichtbaren Bereich von Licht finden schon Änderungen der
Elektronenkonfiguration der Moleküle des Partikels statt. Bei
einfachen Atomen ist das noch übersichtlich (siehe
Wasserstoffspektrum) aber bei ganzem Molekülen und Kristallen
wird die Sache sehr schwer erklàr- und nachvollziehbar.

Jedenfalls bedeutet jede Änderung des Energiezustandes eines
Moleküls (Rotation, Schwingung, Änderung der
Elektronenkonfiguration) einer Wellenlànge oder Frequenz, auf
der das Molekül Licht absorbieren kann. Um die Sache
undurchschaubarer zu machen, treten diese Änderungen im
Energiezustand auch noch in allen möglichen Kombinationen
miteinander auf. So kann aus einer Spektrallinie (Änderung der
Elektronenkonfiguration) bei genauem Hinsehen ein ganzes Bündel
von Spektrallinien werden.

Was für eine Rolle spielt der Mischzustand und die Fàhigkeit
der Wasseraufnahme?



Kann es sein, dass du auf was bestimmtes hinaus willst?

Außerdem ist die Absorption wellenlàngenabhàngig!
Bsp: Eisenoxid - niedrige Absorptionskoeff. bei 700 - 1000nm,
stàrker bei kürzeren
Wellenlànge. Wieso ist die Absorption wellenlàngenabhàngig?



Siehe oben. Gegenfrage: Wieso ist es dir neu, dass verschiedene
Stoffe verschiedene Farben haben können?

Ach ja, noch was: Wenn die Partikel das Licht reflektieren, dann
geht die Lichtwelle auch dennoch ein stückchen weit in das
Material rein, so kann die Farbe eines Stoffes die Farbe des
reflektierten Lichtes dennoch beeinflussen, obwohl man ja meint,
die Welle müsste gleich an der Oberflàche reflektiert werden.
Wenn das Licht nicht reflektiert wird, geht es je nach dem (s.o.)
mehr oder weniger gut durch. Ob das Licht reflektiert oder
durchgelassen/absorbiert wird, hàngt vom Brechungsindex ab, und
der ist zu allem Überfluss auch wieder Wellenlàngenabhàngig
(siehe Dispersion).

CU Rollo

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