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Flashcards in Lichtemission Deck (16)
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1

Lichtemission

Aussenden von Licht. Dabei gibt es zwei prinzipielle Mechanismen:

  1. Temperaturstrahlung: Die Lichtemission erfolgt auf Kosten der Schwingungs-, Rotations- (Bewegungs-) Energie der Bestandteile des Körpers (und ist deshalb stark von der Temperatur des Körpers abhängig)
  2. Lumineszenz (Fluoreszenz, Phosphoreszenz): Die Energie der Abstrahlung stammt von der Energie des Elektronenübergangs aus dem Anregungszustand in den Grundzustand in Atomen oder Molekülen.

2

Emmissionsspektrum

Darstellung der Intensivitätsverteilung des emittierten Lichtes als Funktion der Wellenlänge (λ); es gibt kontinuierliche Spektren, Bandenspektren und Linienspektren

3

Monochromator

Dies ist eine Einrichtung, die aus dem eintretenden Licht einen relativ schmalen Wellenlängenbereich auswählt:

  • durch Dispersion an einem Prisma oder
  • durch Beugung an einem optischen Gitter

4

Spektroskop

Instrument zur visuellen Beobachtung (Auge, CCD Kamera) des Emissionsspektrums.

5

Spektrometer

Instrument zur Registrierung der emittierten Lichtintensität als Funktion der Wellenlänge.

6

Flammenphotometer

Dies ist ein Instrument, in dem das Emissionsspektrum durch thermische Anregung (Flamme) erzeugt wird. Es wird zur Bestimmung der Konzentration von Alkalimetallen in Lösungen genutzt.

7

Detektor

Dieser ist ein Teil des Monochromators und erzeugt ein elektrisches Signal, welches proportional zu austretenden Intensität ist

8

Prisma

Ein Prisma zerlegt das Licht (wegen der nicht linearen Wellenlängenabhängigkeit der Dispersion) nichtlinear und dementsprechend ist auch die Skala der Wellenlänge nichtlinear.

9

optisches Gitter

Das optische Gitter ergibt eine lineare Zerlegung, was gleichzeitig eine lineare Wellenlängeskala bedeutet. 

Nachteil: Das optische Gitter besitzt im Vergleich zum Prisma nur eine geringe Lichtausbeute

10

Temperaturstrahlung

Alle Körper mit der Temperatur T > 0K besitzen eine Temperaturstrahlung im nicht sichbaren infraroten Bereich. Bei Temperaturen über 900K fängt ein solcher Körper an im sichtbaren Bereich zu glühen

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Linienspektrum

Solche Spektren zeigen angeregte Atome, welche sich unabhängig voneinander bewegen

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Bandenspektrum

Bei der Anregung von Molekülen (gebundenen Atomen) oder von Atomen, deren Bewegung voneinander abhägig ist, erhält man ein Bandenspektrum, welches sich aus einer Vielzahl von Spektrallinien zusammensetzt

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Möglichkeiten der Anregung der Atome/Moleküle

  • Erhitzen: Flammenphotometer
  • elektrisches Feld: Quecksilberdampflampen
  • Bestrahlung: Verwendung von hochenergetischem sichtbaren Licht oder UV-Licht (→ fluoriszierende Leuchtstoffe)

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Bedeutung der Emissionsspektralanalyse

nach Kirchhoff und Bunsen: jedes chemische Element besitzt unter bestimmten Umständen ein für das fragliche Element charakteristisches Spektrum. Somit kann man in der Regel aus dem Spektrum eines Stoffes auf dessen Zusammensetzung schließen

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bei der Emissionsspektralanalyse kann unterschieden werden in...

  • qualitative Spektralanalyse: es wird nur bestimmt, welche Elemente in der Probe vorkommen
  • quantitative Spektralanalyse: hier wird auch die relative Intensität der einzelnen Spektrallinsen gemessen

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Flammenphotometer

eignet sich zur Konzentrationsbestimmung von Alkalimetallen in Lösungen. Die zur Anregung der Atome notwendige Energie garantiert die hohe Temperatur der Flamme. Das von den thermisch angeregten Atomen der Alkalimetalle emittierte Licht fällt durch einen Bandenfilter, welches nur die charakteristischen Wellenlängen durchlässt. Die abgestrahlte Lichtintensität ist proportional zur Konzentration und wird durch Lichtdetektoren (Photodioden) detektiert und in elektrische Signale umgewandelt. Diese werden durch einen Verstärker geleitet und an den Anzeigen kann der Wert der Konzentrationen abgelesen werden. Das Flammenphotometer muss zuvor mit Lösungen bekannter Konzentrationen kalibriert werden.

Decks in Biophysik 1 Class (28):