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Diskrete Energieniveaus in Atomen - Absorption von Licht einer Natriumdampflampe

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Das Wichtigste aus dem Video

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Transkriptautomatisch erstellt · 23 Zeilen
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  1. Der folgende Versuch verdeutlicht, dass Atome spezifische Energieniveaus besitzen und nur Photonen passender Energie absorbieren.
  2. Dazu wird gezeigt, dass Licht einer Natriumdampflampe von Natriumatomen absorbiert. Für den Versuch haben wir zwischen einer Natriumdampflampe und einem Schirm einen Bunsenbrenner
  3. positioniert. Dieser brennt zunächst mit rauschender, blauer Flamme.
  4. Der Schirm ist praktisch vollständig orange mit Licht aus der Natriumfdampflampe ausgeleuchtet. Die blaue Flamme des Bunsenbrenners verursacht keinen Schatten.
  5. Nun befeuchten wir ein hitzebeständiges Magnesiastäbchen mit Wasser und tauchen es in eine Kochsalzpackung. An der Spitze des Magnesiastäbchens befindet sich nun Salz, als Natriumclorid.
  6. Nun bringen wir das Natriumclorid in die Flamme des Bunsenbrenners. Achtung, dabei verbrennt das Salz nicht!
  7. Es geht lediglich ein geringer Teil in die Gasphase über. Die Natriumatome werden dann von der zugeführten Wärme weiter angeregt.
  8. Wir beobachten zwei Dinge: Die Flamme färbt sich orange und auf dem Schirm entsteht ein Schatten, der von der orangen Flamme verursacht wird.
  9. Dies lässt sich wie folgt erklären: Zum einen regen sich die durch die Wärme der Flamme angeregten Natriumatom schnell wieder ab -
  10. dabei emittieren sie Photonen mit für Natrium charakteristischer Energie, also senden die Natriumatome beim Abregen orangfarbenes Licht aus.
  11. Die blaue Flamme färbt sich orange. Zum anderen trifft aber auch Licht aus der Natriumdampflampe auf nicht angeregte Natriumatome
  12. in der Flamme. Die Photonen haben gerade die passende Energie, um die Natriumatome anzuregen.
  13. Dabei absorbiert ein Natriumatom ein Photon, welches dann nicht mehr auf den Schirm trifft. Da dies an allen Stellen in der Flamme passiert, wo Natriumatome sind, bildet sich auf dem
  14. Schirm ein entsprechender Schatten, da in diesem Bereich deutlich weniger Photonen auf den Schirm treffen, als in der Umgebung.
  15. Beim Abregen emittieren die Atome die Photonen nämlich zufällig in alle Raumrichtungen und nicht nur in Richtung des Schirms.
  16. Nimmt man das Magnesiatäbchen mit dem Natriumchlorid wieder aus der Flamme, so verschwindet der Schatten auf dem Schirm wieder und auch die Flamme verliert ihre orange Färbung.
  17. Nun reduzieren wir die Luftzufuhr am Bunsenbrenner, sodass direkt eine leuchtende Flamme entsteht. Auf dem Schirm zeigt sich jedoch kein Schatten.
  18. Die Stoffe, die jetzt für das Leuchten der Flamme sorgen, können die von der Natriumdampflampe ausgehenden Photonen nicht absorbieren, da sich kein genau passendes Energieniveau besitzen.
  19. Das Licht der Natriumdampflampe geht einfach durch die so leuchtende Flamme hindurch und beleuchtet den Schirm gleichmäßig.
  20. Bringen wir wieder Natrium mit dem Magnesiastäbchen in die Flamme, so entsteht wieder ein Schatten auf dem Schirm.
  21. Der Versuch zeigt, dass Atome spezifische Energieniveaus besitzen und nur durch Photonen mit genau passender Energie, also mit Licht passender Wellenlänge, angeregt werden können.
  22. Gleichzeitig geben sie beim Abregen Photonen mit genau dieser Energie ab. Mehr zum Thema, weitere Erklärungen und Aufgaben gibt es wie immer auf LEIFIphysik.de
  23. und wenn dir das Video gefallen hat. freuen wir uns über ein Like und ein Abo.

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