hallo zusammen,
Wärmestrahlung ist doch eine elektromagnetische Welle, die alle Körper, Flüssigkeiten und Gase und natürlich auch Lebewesen aussenden. Meine Frage ist, wie kann es sein, dass irgendwelche Körper elektromagnetische Wellen erzeugen können? Was passiert da auf atomarer Ebene? Für eine allgemeinverständliche Antwort wäre ich dankbar.
Gruß Eckal
Meine Frage ist, wie kann es sein, dass
irgendwelche Körper elektromagnetische Wellen erzeugen können?
Was passiert da auf atomarer Ebene?
Da passiert im Grunde das gleiche wie bei einer Rundfunkantenne. Moleküle bestehen unter anderem aus Protonen und Elektronen - also aus geladenen Teilchen. Dadurch können sie ein Dipolmoment besitzen, das sich bei bestimmten Schwingungen des Moleküls verändert. Diese Änderung des elektromagnetischen Feldes kann sich unter geeigneten Bedingungen als elektromagnetische Welle fortpflanzen und fertig ist die Wärmestrahlung.
Hallo Eckal
Wärmestrahlung ist doch eine elektromagnetische Welle, die
alle Körper, Flüssigkeiten und Gase und natürlich auch
Lebewesen aussenden. Meine Frage ist, wie kann es sein, dass
irgendwelche Körper elektromagnetische Wellen erzeugen können?
Was passiert da auf atomarer Ebene? Für eine
allgemeinverständliche Antwort wäre ich dankbar.
Strahlung entsteht auf atomarer Ebene, wenn sich ein Atom oder Molekül auf einem höheren Energieniveau befindet und in ein niedrigeres Energieniveau übergeht. Die Energiedifferenz wird als Strahlung ausgesandt. Die Absorption von Strahlung geschieht auf dem umgekehrten Weg.
Die bekannteste Form dieser Strahlung ist z.B. das Leuchten in einem Glühdraht einer Glühbirne oder auch die bekannte Wasserstoffreihe.
Nun haben Körper ein extrem dichtes Spektrum an Energieniveaus, wenn man die verschiedenen Moleküle oder auch Gitterverbindungen sieht. Da das Netz der Energiebniveaus so dicht zusammen ist, ist die Energiedifferenz sehr klein. Dies entspricht dem Energiegehalt von Wärmestrahlung.
Übrigens kommt im Normalfall die Übertragung von Energie durch Konnvektion (Wärmeleitfähigkeit) viel häufiger vor, das ist aber ein anderer Mechanismus.
Gruß
thomas
hallo eckal,
Wärmestrahlung, also Infrarotstrahlung verhält sich und entsteht, wie die anderen elektromagnetischen Strahlungsarten identisch.
Strahlung ist erst einmal, von Materie freigesetzte Energie und stammt aus Ihren Atomen. Jedes Atom ähnelt einem winzigen Sonnensystem, bei dem sich ja der Atomkern im Zentrum befindet und von den Elektronen auf festen Bahnen umkreist wird. Wenn man nun einem Atom Energie zukommen lässt, kann man die Elektronen veranlassen, in eine andere Umlaufbahn zu springen. Die so energetisch angeregten Elektronen springen aber sehr rasch wieder in ihre ursprüngliche Umlaufbahn zurück und setzen bei diesem Vorgang die erhaltene Energie wieder frei. Das ist der berühmte Quantensprung, den Bohr erstmals 1913 beschrieb. Wenn also ein Elektron von einer äußeren in eine innere Umlaufbahn springt, wird Energie in Form eines Lichtquantums, des so genannten „Photons“, frei.
MfG und einen „Guten Rutsch“
Christian
Wärme ist Bewegung, sonst nichts.
Diese Bewegung wird erhalten.
Da Wärmebewegung Bewegung ist die sich ständig ändert (Geschwindigkeitsänderung) kommt es zu Wirkungen im Medium.
Diese Wirkugen werden -abgestrahlt-.
Dass bedeutet dass die Bewegung in der Materie, den Atomen usw. immer geringer wird (Abbremsung).
Die Materie kühlt aus.
Kurt
[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]
Wenn also ein Elektron von einer äußeren in eine
innere Umlaufbahn springt, wird Energie in Form eines
Lichtquantums, des so genannten „Photons“, frei.
Auf diese Weise entsteht aber keine Wärmestrahlung, sondern sichtbares Licht oder UV-Strahlung. Die Energie für IR-Photonen stammt nicht von angeregten Elektronen, sondern aus asymmetrischen Deformationsschwingungen von Molekülen.
hallo, gutes neues Jahr erstmal.
Frage an Dr. Stupid: Hat das vielleicht mit dem Phänomen zu tun, dass bewegte Ladungen (in Schwingung versetzte Atome, die u.a. aus Protonen u. Elektronen bestehen) magnetische Felder induzieren?
Hallo!
Wärme ist Bewegung, sonst nichts.
Quatsch! Wärme ist eine Form der Energieübergabe, die sich nicht (im weitesten Sinne) durch Kraft mal Weg ausdrücken lässt. Das ist Wärme und nichts anderes!
Diese Bewegung wird erhalten.
interessant … vor allem wenn man bedenkt dass Du später schreibst:
Dass bedeutet dass die Bewegung in der Materie, den Atomen
usw. immer geringer wird (Abbremsung).
Dein Posting enthält leider keinerlei Information.
Michael
Hallo!
Strahlung entsteht auf atomarer Ebene, wenn sich ein Atom oder
Molekül auf einem höheren Energieniveau befindet und in ein
niedrigeres Energieniveau übergeht. Die Energiedifferenz wird
als Strahlung ausgesandt. Die Absorption von Strahlung
geschieht auf dem umgekehrten Weg.
Volle Zustimmung - gute Zusammenfassung.
Die bekannteste Form dieser Strahlung ist z.B. das Leuchten in
einem Glühdraht einer Glühbirne oder auch die bekannte
Wasserstoffreihe.Nun haben Körper ein extrem dichtes Spektrum an
Energieniveaus, wenn man die verschiedenen Moleküle oder auch
Gitterverbindungen sieht. Da das Netz der Energiebniveaus so
dicht zusammen ist, ist die Energiedifferenz sehr klein. Dies
entspricht dem Energiegehalt von Wärmestrahlung.
Die Dichte der Energieniveaus hat vor allem eine andere Auswirkung: Es gibt jede denkbare Energiedifferenz. Deshalb ist das Spektrum eines Wärmestrahlers kontinuierlich und kein Linienspektrum (wie z. B. das beschriebene Wasserstoffspektrum).
Du sprichst von einem kleinen Energiegehalt, weil Du vermutlich an moderate Temperaturen denkst. Bei hohen Temperaturen sind jedoch die auftretenden Energien so hoch, dass sich die Photonen durch ihre Energie bzw. Wellenlänge nicht mehr von den Photonen aus Atom-Emissions-Spektren unterscheiden. Sie stehen genauso für sichtbares Licht. Deswegen leuchten glühende Körper.
Übrigens kommt im Normalfall die Übertragung von Energie durch
Konnvektion (Wärmeleitfähigkeit) viel häufiger vor, das ist
aber ein anderer Mechanismus.
Was der „Normalfall“ ist, lässt sich schwer sagen. Der Wärmeaustausch zwischen Herdplatte und Topf geschieht durch Wärmeleitung. Der PC-Lüfter kühlt den Rechner durch Konvektion. (Das sind übrigens zwei verschiedene Dinge). Und die gute alte aussterbende Glühbirne schließlich strahlt Wärmestrahlung ab (die zum Teil sichtbares Licht ist).
Michael
Putze erstmal deine Brille.
Kurt
inwiefern deformiert sich ein molekül? deformiert sich die kerne oder ändern sich die positionen der elektronen?
Wenn also ein Elektron von einer äußeren in eine
innere Umlaufbahn springt, wird Energie in Form eines
Lichtquantums, des so genannten „Photons“, frei.Auf diese Weise entsteht aber keine Wärmestrahlung, sondern
sichtbares Licht oder UV-Strahlung. Die Energie für
IR-Photonen stammt nicht von angeregten Elektronen, sondernaus asymmetrischen Deformationsschwingungen von Molekülen.
Nun, so kann man sich täuschen.
Ich dachte es würde sich irgendwann mal rumsprechen/manchem bewusst werden, das der Begriff Energie nur für eine Rechengrösse steht, niemals selbst für irgendetwas verantwortlich gemacht werden kann.
Kurt
inwiefern deformiert sich ein molekül? deformiert sich die
kerne oder ändern sich die positionen der elektronen?
Er meint richtigerweise die resonante Schwingung von Molekülen.
Das dürfte jedoch bei Wärmebewegung von untergeordneter Bedeutung sein, denn da geht es -chaotich- durcheinander.
Letztendlich sind es wiederum auch Elektronen die die Abstrahlung erbringen, den „elektrischen Anteil“ davon.
Kurt
hi,
Er meint richtigerweise die resonante Schwingung von
Molekülen.
Das dürfte jedoch bei Wärmebewegung von untergeordneter
Bedeutung sein, denn da geht es -chaotich- durcheinander.
ich geb dir immer einen stern, wenn die antwort keinen inhaltlichen fehler hat, um es diplomatisch auszudrücken.
das ist mein vorsatz für 2010.
inwiefern deformiert sich ein molekül?
Bindungswinkel und -längen ändern sich.
Hat das vielleicht mit dem Phänomen zu
tun, dass bewegte Ladungen (in Schwingung versetzte Atome, die
u.a. aus Protonen u. Elektronen bestehen) magnetische Felder
induzieren?
Um Magnetfelder zu induzieren müssen die Ladungen nicht schwingen, sondern rotieren. Sowas passiert zwar auch, hat mit der Emission von Wärmestrahlung aber so gut wie nichts zu tun.
inwiefern deformiert sich ein molekül?
Bindungswinkel und -längen ändern sich.
wenn sich die bindungslänge ändert, erreichen die elektronen, die das molekül zusammenhalten, ein anderes energieniveau?
Nein, nicht die Elektronen, sondern das Molekül erreicht ein anderes Energieniveau. Es ist unsinnig, die in den Deformationsschwingungen steckende Energie nur den Elektronen zuordnen zu wollen.
[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]
Hallo DrStupid,
Erst einmal ein gesundes und erfolgreiches neues Jahr!
- enstehen alle Spektren des Lichts auf die gleiche, von mir beschriebene Art und Weise
- erklährst Du mit der Bewegung in der Atomstrucktur eines Moleküls nur die Art der Anregung und nicht, wie die Fragestellung war, was auf atomarer Ebene geschieht
Auch in festen Atomverbindungen (Gitterstruckturen) werden die Atome durch Bewegungen innerhalb der Gitterstrucktur angeregt.
Übrigens: weiter hinten im Artikelbaum schreibst Du, dass Atome aus Elektronen und Photonen bestehen.
Das ist falsch! Wenn sie auch aus Photonen bestehen würden wäre das Licht eine Teilchenstrahlung.
Licht ist aber keine Teilchenstrahlung sondern besteht aus Lichtquanten, die sich wenn sie die Energie Übertragen haben sozusagen in „Nichts“ auflösen!
MfG Christian
inwiefern deformiert sich ein molekül?
Bindungswinkel und -längen ändern sich.
wenn sich die bindungslänge ändert, erreichen die elektronen,
die das molekül zusammenhalten, ein anderes energieniveau?Nein, nicht die Elektronen, sondern das Molekül erreicht ein
anderes Energieniveau.
ja, natürlich, aber…
Es ist unsinnig, die in den
Deformationsschwingungen steckende Energie nur den Elektronen
zuordnen zu wollen.
…willst da damit sagen, dass sich der kern verformt?