hallo!
Wenn man etwas mit Licht/Photonen/elektromagnetischer Strahlung bestrahlt, wird es wärmer. Die Atome/Moleküle des Stoffs schwingen also schneller.
Durch welche Effekte löst ein Photon nun eine Schwingung der Atome aus? Überträgt das Photon bei der Absorption seinen Impuls auf das Atom und es fängt deshalb an zu schwingen?
Gruß
Paul
Hallo,
Durch welche Effekte löst ein Photon nun eine Schwingung der
Atome aus? Überträgt das Photon bei der Absorption seinen
Impuls auf das Atom und es fängt deshalb an zu schwingen?
„30.2 Wärmewirkung des Lichtes.
Sobald Licht auf einen dunklen und undurchsichtigen Körper fällt, erwärmt sich dieser. Dies ist das am häufigsten vorkommende Schicksal absorbierter Strahlen. Die Strahlungsquanten des Lichtes stoßen dabei gegen die einzelnen Moleküle, deren Geschwindigkeit dadurch vergrößert wird (sogenannter strahlungsloser Stoß ). Durch weitere Zusammenstöße der Moleküle untereinander wird die Durchschnittsgeschwindigkeit aller Teilchen erhöht, womit die Temperatur ansteigt.“
H. Lindner: „Lehrbuch der Physik“, Band II, Seite 179 (1959).
Gruß
watergolf
Hallo
Elektromagnetische Strahlung wechselwirkt ausschließlich mit elektrisch geladenen Teilchen, also im Falle von Materie mit den Elektronen der Atomhülle (oder des Elektronengases bei Metallen) oder auch mit dem Atomkern direkt. Dabei gibt es mehrere Arten der Wechselwirkungen, von elastischen (ohne Energieübertrag) bis hin zu inelastischen (mit Energieübertrag). Dabei können mehrere Effekte auftreten, deren Wahrscheinlichkeit von der Energie des Photons und der Beschaffenheit der Materie abhängt.
Eine Übersicht der Effekte findet sich z.B. hier:
http://fam-pape.de/raw/ralph/studium/teilchenphysik/
(Google mal nach „Elektromagnetische Wechselwirkung Materie“)
Gruß
Hallo,
Die Temperatur ist eine makroskopische Größe, das heißt sie ist erst bei Betrachtung eines Systems sinnvoll.
Laut Quantenmechanik treten bei mikroskopischen Systemen (z.B. Atomen) nur bestimmte Energieniveaus auf, das gilt für Anregungszustände von Elektronen (die bekannten 4 Quantenzahlen) , aber auch für Schwingungszustände, Rotationszustände, usw.
Nun ist elektromagnetische Strahlung ja ein sehr allgemeiner Begriff und fasst ein ganzes Spektrum zusammen. Dabei bestimmt die Frequenz der Strahlung die Photonenenergien. Absorbiert werden nur Energien, die bestimmten Übergängen zwischen Energieniveaus entsprechen.
In der Regel bewirkt sichtbares Licht Übergänge zwischen Elektronenzuständen, infrarotes Licht Schwingungsübergänge, Mikrowellen Rotationsübergänge, ab UV-Licht und höher Ionisationen (Erzeugung freier Elektronen, Lösung ihrer Bindung vom Kern) und bei ganz harter Gammastrahlung sogar die Erzeugung freier Protonen und Neutronen aus dem Kern (Kernphotoeffekt).
Das Boltzmann-Gesetz gibt an, wie sich bei einem System mit bestimmter Temperatur der Energieinhalt statistisch über die Besetzung verschiedener Energieniveaus verteilt.
Wenn ein System angeregt wird, dann wird es nach gewisser Zeit die Boltzmann-Verteilung annehmen (dort herrscht höhere Entropie), die Energie eines angeregten Elektronenzustandes wird also zum Teil auch in die Besetzung von Schwingungszuständen fließen.
Beobachtbar ist dies zum Beispiel bei Fluoreszenz-/ oder Phosphoreszenzerscheinungen.
Du bestrahlst einen nachleuchtenden Aufkleber oder die Uhrenzeigerfarbe mit UV-Photonen, zurückgestrahlt werden aber nur grüne bis gelbe Photonen, der Rest der Energie hat sich im Material verteilt und es erwärmt.
Hoffe der Text ist nicht zu lang geworden, bei Ungenauigkeiten bitte ich die Experten um Korrektur.
Wenn man etwas mit Licht/Photonen/elektromagnetischer
Strahlung bestrahlt, wird es wärmer.