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Molekülspektren

Molekülspektren. und ihre Bedeutung für die Erdatmosphäre. Daniel Weikartschläger. Was ist ein Spektrum?. Unterschied: Kontinuierliches Spektrum Linienspektrum Absorptionsspektrum Emissionsspektrum. Kontinuierliches Spektrum. Lückenlose Abfolge aller Wellenlängen.

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Molekülspektren

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Presentation Transcript

  1. Molekülspektren und ihre Bedeutung für die Erdatmosphäre Daniel Weikartschläger

  2. Was ist ein Spektrum? Unterschied: • Kontinuierliches Spektrum • Linienspektrum • Absorptionsspektrum • Emissionsspektrum

  3. Kontinuierliches Spektrum Lückenlose Abfolge aller Wellenlängen Kontinuierliches Spektrum im sichtbaren Bereich MOSCA G., TIPLER P.; S.993.

  4. Kontinuierliches Spektrum HÄCKEL H.; S.145.

  5. Anwendung und Beispiele • Regenbogen • Weißes Licht wird am Prisma gespalten • Ölfilm auf Wasserlacke • Reflexion auf CD- Rückseite

  6. Linienspektrum Entstehung: Absorption oder Emission bestimmter Wellenlängen - Atomen • Molekülen • Molekülketten diskrete Energiewerte Linienspektren!

  7. http://www.schulphysik.de/physik/spektrum1/index.htm (Stand 12.11.2007)

  8. Absorption & Emission • Grundzustand: e- auf energetisch günstigstem Niveau • Lt. Pauliverbot • Energieaufnahme durch • Stoß mit freiem e- • Stoß mit Atomen oder Molekülen • Elektromagnetische Strahlung (Photon) • äußeres e- angeregt = Zustand höherer Energie • nach ~10 ns Übergang auf energetisch günstigeres Niveau (spontane Emission)

  9. Absorption & Emission Photon mit Differenzenergie emittiert: Beispiel:

  10. Energieniveaudiagramm Übergänge: Gebunden-gebunden: Emission/Absorption einer Spektrallinie Frei – gebunden: Ionisation des Atoms Frei-frei: Freies e- gewinnt/verliert an E BASCHEK B., UNSÖLD A.; S.117.

  11. Beispiel: Termschema des H JAROS A.; S.125.

  12. Absorption von Strahlung • verschiedene Spektrum für unterschiedliche Atome/Moleküle • Beispiele und Anwendungen: • Atmosphäre • Astronomie: Zusammensetzung von Sternen

  13. Anwendung: Astronomie • Spektrum der Sonne: • nahezu kontinuierlich aber: • Absorptionslinien (Fraunhoferlinien) • Gase der Photosphäre  Zusammensetzung - Emissionslinien  Gase der Chromosphäre http://de.wikipedia.org/wiki/Fraunhoferlinien

  14. Zusammensetzung der Erdatmosphäre • Stickstoff N2: 78% • Sauerstoff O2: 21% Spurengase: • Wasserdampf H2O • Kohlendioxid CO2 • Argon • Ozon O3 • Andere Spurengase ~ 1%

  15. Absorption der Erdatmosphäre HÄCKEL H.; S.164.

  16. Absorption der Erdatmosphäre

  17. Ergebnisse • Sichtbares Licht: kaum Absorption • Schutz vor UV – Strahlung (Ozon!!) • Einfluss auf Strahlungsgleichgewicht der Erde (klimatologische Bedeutung)

  18. Quellenverzeichnis • BASCHEK B., UNSÖLD A.: Der neue Kosmos: Einführung in die Astronomie und Astrophysik; 6. Auflage, Springer Verlag; Berlin u.a. 1999. • BINGEL W. A.: Theorie der Molekülspektren; Verlag Chemie, Weinheim 1967. • Görg W.: Atom- und Molekülspektren; Dissertation; 1971. • HÄCKEL H.; Meteorologie: 4. Auflage; Springer Verlag; Ulm, Stuttgart (Hohenheim) 1999. • HOLAWE F.: Skript zu Einführung die Klimageographie; Wien 2004. • JAROS A., NUSSBAUMER A., NUSSBAUMER P.: Basiswissen 2; 2. Auflage, öbv & htp VerlagsgesmbH; Wien 2000. • MOSCA G., TIPLER P.: Physik für Wissenschaftler und Ingenieure; 2. Auflage, Spektrum Verlag; München 2004. • http://de.wikipedia.org/wiki/Fraunhoferlinien (Stand 19.11.2007) • http://www.astrospectroscopy.com (Stand 19.11.2007) • http://www.iup.uni-heidelberg.de/institut/studium/lehre/physikIV/WS0506/PhysikIV_UP2_Strahlung.pdf (Stand 12.11.2007)

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