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d_optikundatomphysik:elektromagnetisches_spektrum [18 December 2016 13:42] – [Elektromagnetisches Spektrum] fabiand_optikundatomphysik:elektromagnetisches_spektrum [19 December 2016 07:43] (current) – [Emissionsspektrum] fabian
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 Nur eine dieser aufgezählten Strahlungen können wir Menschen noch neben dem sichtbaren Licht ohne technische Hilfsmittel wahrnehmen und das ist die IR-Strahlung. Diese spüren wir als Wärme, wie sie beispielsweise von einem Feuer ausgeht. Nur eine dieser aufgezählten Strahlungen können wir Menschen noch neben dem sichtbaren Licht ohne technische Hilfsmittel wahrnehmen und das ist die IR-Strahlung. Diese spüren wir als Wärme, wie sie beispielsweise von einem Feuer ausgeht.
  
-%%{{:d_optikundatomphysik:1176px-electromagnetic_spectrum_c.svg.png?nolink30x50|TITEL}}%%+[{{ :d_optikundatomphysik:1176px-electromagnetic_spectrum_c.svg.png?975 |}}] 
 +<wrap lo>Von Horst Frank / Phrood / Anony - Horst Frank, Jailbird and Phrood, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=3726606</wrap>
  
  
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-Wir betrachten im folgenden Verlauf nur den Ausschnitt des sichtbaren Lichts des elektromagnetischen Spektrum. 
  
-++++ToDo| +**//Wir betrachten im folgenden Verlauf nur den Ausschnitt des sichtbaren Lichts des elektromagnetischen Spektrum.// 
-  *Bilder: gesamtes elektromagn. Spektrum, diskret & kontinuierlich, Absorptions- und Emissionsspektren versch. Gase +** 
-++++ + 
-{{ :c_woptik:spektrum.tif?nolink|}}+ 
 ===== Kontinuierliche und Diskrete Spektren ===== ===== Kontinuierliche und Diskrete Spektren =====
  
-Bei einem **kontinuierlichen Spektrum** handelt es sich um ein vollständig durchgängiges Spektrum, d.h. es tritt bei keiner einzigen Wellenlänge zwischen 400 und 780 nm eine Lücke auf. Die verschiedenen Farben sind alle abgedeckt: von violett über blau, grün, gelb und orange bis rot.+Ein **kontinuierliches Spektrum** ist ein vollständig, durchgängiges und zusammenhängendes Spektrum aller Wellenlängen/Frequenzen. Für das sichtbare Spektrum bedeutet dies, dass alle Farben enthalten sind. Betrachtet man einen Regenbogen, wird einem bewusst, dass unsere Sonne solch ein kontunuierliches sichtbares Spektrum emittiert.  
 + 
 +Ein **diskretes Spektrum** hingegen ist Lückenhaft. Es wird als diskret bezeichnet, weil es lediglich einzelnen diskreten Wellenlängen bzw. Frequenzen enthält - sprich es sind nur eine bestimmte Anzahl an "Farben" in diesem sichtbarem elektromagnetischen Spektrum vertreten. 
 +Diskrete Spektren treten beispielsweie bei Leuchtstoffröhren auf.  
 +===== Emissionsspektrum ===== 
 + 
 +Von einem Emissionsspektrum wird gesprochen, wenn man die emittierte elektromagnetische Strahlung eines Atoms, Moleküls oder beispielsweise einer ganzen Sonne betrachtet. Abhängig vom Entstehungsprozess der elektromagnetischen Strahlung kann ein Emissionsspektrum diskret oder kontinuierlich sein. Das sichtbare Spektrum unserer Sonne ist kontinuierlich, jedoch das Emissionsspektrum einer Leuchtstoffröhre ist diskret, denn Leuchtsoffröhren arbeiten mit verschiedenen Gasen, die aufgrund ihrer Elektronenkonfiguration diskrete Energieübergänge bestitzen. [{{ :d_optikundatomphysik:hg-spektrum.jpg?205| Foto einer Quecksilberdampflampe (Niederdruck) mit Linienspektrum.\\ Von Sheevar, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=14253822}}] 
 + 
 +Elektronen in einem Atom können nur bestimmte Bahnen und damit verknüpfte bestimmte (diskrete) Energieniveaus besetzen. Bei einem Übergang zwischen den Energieniveaus muss das Elektron Energie aufnehmen oder abgeben, dies kann durch die Absorption oder Emission eines Photons geschehen. Diese Energieübergabe von Elektron an Photon und umgekehrt Ephoton=h⋅f kann zur Identifikation eines Elements genutzt werden, da wir abhängig von der Frequenz/Wellenlänge eine andere Farbe sehen. Nicht alle Übergänge in einem Atom sind sogenannte "strahlende Übergänge" jedoch reicht häufig die Anzahl der strahlenden Übergänge aus um ein Element anhand des Emissionsspektrums zu erkennen. 
 + 
 +Genau wie die Emissionsspektren geben auch Absorptionsspektren Auskunft über die Energiezustände von Atomen und Molekülen. Das Emissionsspektrum ist sozusagen das Gegenstück zum Absorptionsspektrum. 
 + 
 + 
 +[{{ :d_optikundatomphysik:leuchtstoffroehren.png?615 | Leuchtstoffröhren mit Helium, Neon, Krypton, Argon und Xenon.\\ Von Horst Frank / Phrood / Anony - Horst Frank, Jailbird and Phrood, CC BY-SA 3.0,\\ https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=3726606}}] 
  
-Betrachten wir hingegen ein **diskretes Spektrum** wird der Unterschied sofort deutlich. Hier ist es nun so, dass nur einzelne Wellenlängen im Spektrum auftreten, also auch nicht immer alle Farben abgedeckt werden. 
 ===== Absorptionsspektrum ===== ===== Absorptionsspektrum =====
  
-Auch ein **Absorptionsspektrum** ist ein elektromagnetisches Spektrum. Allerdings sind bei einem Absorptionsspektrum manche Bereiche dunkel. Das liegt daran, dass die Materie, die das breitbandige, also weiße Licht durchquert, zum Teil von der Strahlung aufgenommen, d.h. absorbiert wird.+Auch ein **Absorptionsspektrum** ist ein elektromagnetisches Spektrum. Anders als beim Emissionsspektrum werden beim Absorptionsspektrum die "dunkelen Bereiche", also die Information über fehlende Farben, zur Identifikation eines Elements verwendet. Dafür wird Materie mit breitbandigem Licht, also weißem Licht (alle Farben), durchleuchtet. Die dunkelen Bereiche entstehen durch die Absorption der jeweiligen Farben durch die Atome der Materie. 
  
 Zur Absorption kommt es, wenn ein Atom der Materie durch ein Photon des Lichts angeregt wird.  Zur Absorption kommt es, wenn ein Atom der Materie durch ein Photon des Lichts angeregt wird. 
 Durch die Anregung des Atoms wird das Photon vernichtet und da das Photon sozusagen der kleinste Vertreter einer bestimmten Frequenz elektromagnetischer Strahlung ist, tritt die Lücke im Absorptionsspektrum auf.  Durch die Anregung des Atoms wird das Photon vernichtet und da das Photon sozusagen der kleinste Vertreter einer bestimmten Frequenz elektromagnetischer Strahlung ist, tritt die Lücke im Absorptionsspektrum auf. 
-Absorptionsspektren geben also Auskunft über die Energiezustände von Atomen und Molekülen.+Absorptionsspektren geben also ebenfalls Auskunft über die Energiezustände von Atomen und Molekülen. 
 + 
 +[{{ :d_optikundatomphysik:768px-fraunhofer_lines.svg.png?975 | Fraunhofer Linien im Absorptionsspektrum einer Sonne durch Resonanzabsorption der Gase in der Sonnen-Photosphäre.}}] 
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 +<WRAP center round info 30%> 
 +https://de.wikipedia.org/wiki/Fraunhoferlinie 
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 +</WRAP> 
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 Jedem beobachtbaren Absorptionsspektrum kann eine bestimmte Art von Materie zugeordnet werden.  Jedem beobachtbaren Absorptionsspektrum kann eine bestimmte Art von Materie zugeordnet werden. 
 Im Versuch D05 müsst Ihr solch ein charakteristisches Absorptionsspektrum, welches Ihr beobachtet habt, dem richtigen Gas zuordnen. Im Versuch D05 müsst Ihr solch ein charakteristisches Absorptionsspektrum, welches Ihr beobachtet habt, dem richtigen Gas zuordnen.
  
-===== Emissionsspektrum ===== 
-Genau wie die Absorptionsspektren geben auch **Emissionsspektren** Auskunft über die Energiezustände von Atomen und Molekülen. 
-Das Emissionsspektrum ist sozusagen das Gegenstück zum Absorptionsspektrum. 
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-Wenn ein Atom oder Molekül elektromagnetische Strahlung emittiert, dann ist es von einem Zustand mit höherer Energie in einen Zustand mit niedrigerer Energie übergegangen. Dabei wird elektromagnetische Strahlung einer spezifischen Frequenz ausgesendet, die im Emissionsspektrum sichtbar wird. 
-Auch hier gilt wieder, dass jedem beobachtbaren Emissionsspektrum eine bestimmte Art von Materie zugeordnet werden kann. 
  
 <note tip>Hier findet Ihr noch eine kleine Animation zu Emissions- bzw. Absorptionsspektren. <note tip>Hier findet Ihr noch eine kleine Animation zu Emissions- bzw. Absorptionsspektren.
 [[http://www.leifiphysik.de/themenbereiche/atomarer-energieaustausch#Spektren - verschiedene Typen]]</note> [[http://www.leifiphysik.de/themenbereiche/atomarer-energieaustausch#Spektren - verschiedene Typen]]</note>