Physik compact, Basiswissen 7, Schulbuch

15 13.2 Farben, Spektren Absorptionsspektren Wie wird Licht von einem Körper aufgenommen (ab- sorbiert)? Dazu kann man zB untersuchen, wie Licht von einem Gas absorbiert wird: Im Spektrum des „Durchlichtes“ treten an bestimm- ten Stellen (bei bestimmten Wellenlängen) dunkle Streifen auf. Das Licht mit diesen Wellenlängen wur- de vom durchleuchteten Gas verschluckt (absorbiert), und dann nach allen Seiten hin wieder ausgesendet, sodass nur mehr sehr wenig davon durch das Prisma fällt. 13.2.4 Spektralanalyse Bei der Spektralanalyse benützt man Emissionsspekt- ren von leuchtenden Körpern, um ihre chemische Zu- sammensetzung zu bestimmen. 13.2.5 Abb. 15.1 Versuchsaufbau für die Aufnahme eines Absorp- tionsspektrums. Der Aufbau ähnelt der Durchführung des Versuches auf Seite 13, er wurde jedoch um einen Gasbehälter erweitert, sodass das weiße Licht einer Glühlampe zuerst das im Behälter befindliche Gas durchquert, bevor es durch das Prisma in Farben aufgefächert wird. Spalt- blende Lichtquelle Sammellinse Sammel- linse Prisma Bildschirm Emissionsspektrum Gasbe- hälter Abb. 15.2 Das Absorptionsspektrum von Natrium zeigt an den Stellen der beiden D-Linien des Emissionsspektrums zwei dunkle Linien. A1 Welche Elemente kommen deiner Meinung nach in den kühlen Randzonen des Sternes b -Cassiopeia vor? Beispiel Sternspektrum Das Licht eines Sternes, das die„kühlen“ Randzonen oder die Atmosphäre des Sternes durchquert, zeigt ein Absorptionsspektrum. Die Analyse eines solchen Absorptionsspektrums lässt auf die chemische Zu­ sammensetzung dieser Sternzonen schließen: Abb. 15.3 Sonnenspektrum – die kräftigen dunklen Linien sind nach dem Physiker Fraunhofer benannt, der sie 1814 ausführlich beschrieb. (Fraunhofer lines). Abb. 15.4: Sternspektrum des Sternes b -Cassiopeia. Beispiel Emissionsspektren von H, Na, Hg Abb.15.5 Das Licht verschiedener Lichtquellen zeigt unter- schiedliche Farbanteile. Das Emissionsspektrum des Lichtes einer Quelle ist charakteristisch für den Stoff, der die Lichtaus- sendung bewirkt (Oben: H, Mitte: Na, Unten: Hg). A2 1814 erfand der deutsche Physiker Josef Fraun- hofer das Spektroskop und entdeckte Linien im Son- nenspektrum. Verschaffe dir Informationen über Josef Fraunhofer! Beispiel Entdeckung des Edelgases Helium Der Name des Edelgases Helium leitet sich von der Entdeckung des Elementes ab: Die Sonnenatmo- sphäre leuchtet im Vergleich zur Sonne viel schwä- cher. Die Sonnenatmosphäre kann daher nur wäh- rend einer totalen Sonnenfinsternis als heller Rand beobachtet werden. Im Jahre 1868 wurde während einer totalen Sonnenfinsternis eine neue gelbe Spektrallinie der leuchtenden Sonnenatmosphäre entdeckt (Emissionsspektrum). Da diese Linie zu keinem der damals bekannten Stoffe passte, wurde sie einer neuen Substanz zugeschrieben, die man Helium nannte (von griech. helios = Sonne). Abb. 15.6 Die Sonnenatmosphäre wird während einer totalen Sonnenfinsternis als heller Rand beobachtbar. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv