Diskrete Energieniveaus in Atomen - Absorption von Licht einer Natriumdampflampe
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https://www.youtube.com/watch?v=Mc1oFJp3apw

Transkript (automatisch erstellt)

0:00 Der folgende Versuch verdeutlicht, dass Atome spezifische Energieniveaus besitzen und nur Photonen passender Energie absorbieren.
0:07 Dazu wird gezeigt, dass Licht einer Natriumdampflampe von Natriumatomen absorbiert. Für den Versuch haben wir zwischen einer Natriumdampflampe und einem Schirm einen Bunsenbrenner
0:18 positioniert. Dieser brennt zunächst mit rauschender, blauer Flamme.
0:23 Der Schirm ist praktisch vollständig orange mit Licht aus der Natriumfdampflampe ausgeleuchtet. Die blaue Flamme des Bunsenbrenners verursacht keinen Schatten.
0:32 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.
0:44 Nun bringen wir das Natriumclorid in die Flamme des Bunsenbrenners. Achtung, dabei verbrennt das Salz nicht!
0:50 Es geht lediglich ein geringer Teil in die Gasphase über. Die Natriumatome werden dann von der zugeführten Wärme weiter angeregt.
0:57 Wir beobachten zwei Dinge: Die Flamme färbt sich orange und auf dem Schirm entsteht ein Schatten, der von der orangen Flamme verursacht wird.
1:07 Dies lässt sich wie folgt erklären: Zum einen regen sich die durch die Wärme der Flamme angeregten Natriumatom schnell wieder ab -
1:13 dabei emittieren sie Photonen mit für Natrium charakteristischer Energie, also senden die Natriumatome beim Abregen orangfarbenes Licht aus.
1:22 Die blaue Flamme färbt sich orange. Zum anderen trifft aber auch Licht aus der Natriumdampflampe auf nicht angeregte Natriumatome
1:29 in der Flamme. Die Photonen haben gerade die passende Energie, um die Natriumatome anzuregen.
1:35 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
1:45 Schirm ein entsprechender Schatten, da in diesem Bereich deutlich weniger Photonen auf den Schirm treffen, als in der Umgebung.
1:51 Beim Abregen emittieren die Atome die Photonen nämlich zufällig in alle Raumrichtungen und nicht nur in Richtung des Schirms.
1:58 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.
2:07 Nun reduzieren wir die Luftzufuhr am Bunsenbrenner, sodass direkt eine leuchtende Flamme entsteht. Auf dem Schirm zeigt sich jedoch kein Schatten.
2:15 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.
2:25 Das Licht der Natriumdampflampe geht einfach durch die so leuchtende Flamme hindurch und beleuchtet den Schirm gleichmäßig.
2:31 Bringen wir wieder Natrium mit dem Magnesiastäbchen in die Flamme, so entsteht wieder ein Schatten auf dem Schirm.
2:41 Der Versuch zeigt, dass Atome spezifische Energieniveaus besitzen und nur durch Photonen mit genau passender Energie, also mit Licht passender Wellenlänge, angeregt werden können.
2:51 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
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