Licht und Matrie

[physik]

Ich habe ein Praktikum gehabt über Spektrallinien des Wasserstoffs. nun müssen wir einige Fragen dazu beantworten. Irgendwie habe ich dieses Thema nicht richtig verstanden und deshalb wäre ich froh,wenn mir jemand beim Beantworten dieser Fragen helfen könnte.

1.) In welchem Zusammenhang stehen die Energie, die Wellenlänge, die Frequenz, und die Farbe einer Linie? Was bedeuten diese Grössen?

2.) Welche Eigenschaft des Lichtes wird ausgenützt um einen Lichtstrahl in seine spektralen Komponenten zu zerlegen?

3.) Wovon hängt die Intensität einer Linie ab ( offenbar nicht von der Energie)?

Vielen Dank schon im voraus

[JoAx]

Hallo physik!

Interessanten Nick hast du dir gewählt.

Zitat von physik

1.) In welchem Zusammenhang stehen die Energie, die Wellenlänge, die Frequenz, und die Farbe einer Linie? Was bedeuten diese Grössen?

Energie in der Quantenmechanik:

Ephoton = hν

h - Planksches Wirkungsquantum, v - Frequenz

Die Frequenz (hier f) ist mit Wellenlänge λ verknüpft:

Es gilt



wobei c die Ausbreitungsgeschwindigkeit oder die Phasengeschwindigkeit und f die Frequenz der Welle ist. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit hat also wesentliche Bedeutung beim Zusammenhang von Wellenlänge und Frequenz.
...

Phasengeschwindigkeit

mit

c0 = Geschwindigkeit von Licht im Vakuum (Lichtgeschwindigkeit) = 299 792 458 m/s ≈ 300 000 km/s = 3 · 108 m/s beziehungsweise c0 = Geschwindigkeit von Schall in Luft (Schallgeschwindigkeit) = 343 m/s bei 20 °C
n = Faktor der Phasengeschwindigkeit (z. B.: Brechzahl)

Die Farbe einer Linie ist nichts anderes als ihre Wellenlänge/Frequenz.

Licht:

Zitat von physik

2.) Welche Eigenschaft des Lichtes wird ausgenützt um einen Lichtstrahl in seine spektralen Komponenten zu zerlegen?

Dass der Brechungsindex eines Materials von der Wellenlänge abhängt.

Zitat von physik

3.) Wovon hängt die Intensität einer Linie ab ( offenbar nicht von der Energie)?

Richtig! Nicht von der Energie im klassischen Sinne, sondern von der Anzahl der Photone.
Die Energie eines einzelnen Photons steht oben, die Gesamtenergie wäre dann:

Egesamt = n * EPhoton

mit n - Anzahl der Photone.


Gruss, Johann

[physik]

Vielen Dank für das Beantworten meiner Fragen.

Ich habe jedoch noch eine weitere Frage zu Frage 2 ( Welche Eigenschaft des Lichtes wird ausgenützt um einen Lichtstrahl in seine spektralen Komponenten zu zerlegen?) Das Licht hat ja Wellen- wie auch Teilchencharakter. Könnte man die Frage auch mit dieser Eigenschaft des Lichtes beantworten?


Gruss Claudia

[SCR]

Hallo physik,

lies Dir bitte das hier einmal durch: Regenbogen .
Vielleicht beantwortet sich Deine Frage dann bereits von alleine.
Ansonsten frag' einfach noch einmal nach: Man hilft Dir dann sicher gerne wieder weiter.

[JoAx]

Hallo physik!

Zitat von physik

Das Licht hat ja Wellen- wie auch Teilchencharakter. Könnte man die Frage auch mit dieser Eigenschaft des Lichtes beantworten?

Das kann ich ehrlich gesagt nicht definitiv beantworten. Es ist so, dass der Teilchencharakter sich bei der Emission, Absorbtion, Streuung oder anderen ähnlichen Vorgängen zeigt, wenn die Energie des Photons also geändert wird. Wenn wir nun den Fall nehmen, in dem das Medium für das Licht durchsichtig ist, die Frequenz nicht beeinflusst, und diesen nicht sonderlich streut, dann fehlen imho die Voraussetzungen dafür, dass sich die Teilcheneigenschaften zeigen können.

Zudem ist es nicht wirklich korrekt, sich das Licht als ein Haufen kleiner fliegender Kugelchen vorzustellen.


Gruss, Johann

[physik]

Zitat von SCR

Hallo physik,

lies Dir bitte das hier einmal durch: Regenbogen .
Vielleicht beantwortet sich Deine Frage dann bereits von alleine.
Ansonsten frag' einfach noch einmal nach: Man hilft Dir dann sicher gerne wieder weiter.

Ich habe es gelesen. Bei unserem Versuch hatten wir eine Wasserstoffröhre. ich versuche es mal in meinen Worten zu erklären,wie ich es verstanden habe Das Licht wird durch das Beugungsgitter gebrochen und dann wird das weisse Licht in seine Spektrallinien zerlegt.Aber welche Eigenschaft des Lichts dabei ausgenützt wird um einen Lichtstrahl in seine Komponenten zu zerlegen, verstehe ich irgendwie immer noch nicht Bei uns sagte man, dass das Licht Wellen- wie auch Teilchencharakter hat und deshalb dachte ich dies wäre die Eigenschaft. Vielleicht könnte es mir jemand in einfachen Worten erklären
Vielen Dank

[physik]

Zitat von JoAx

Hallo physik!



Das kann ich ehrlich gesagt nicht definitiv beantworten. Es ist so, dass der Teilchencharakter sich bei der Emission, Absorbtion, Streuung oder anderen ähnlichen Vorgängen zeigt, wenn die Energie des Photons also geändert wird. Wenn wir nun den Fall nehmen, in dem das Medium für das Licht durchsichtig ist, die Frequenz nicht beeinflusst, und diesen nicht sonderlich streut, dann fehlen imho die Voraussetzungen dafür, dass sich die Teilcheneigenschaften zeigen können.

Zudem ist es nicht wirklich korrekt, sich das Licht als ein Haufen kleiner fliegender Kugelchen vorzustellen.


Gruss, Johann

Bei uns sagte man, dass das Licht Wellen- wie auch Teilchencharakter hat. Deshalb dachte ich, man könnte die Frage auch mit dieser Eigenschaft beantworten.

Gruss Claudia

[SCR]

Morgen physik!

Du liegst doch meines Erachtens nach gar nicht so verkehrt: Ist bei Euch evtl. der Begriff Dispersion gefallen?

Zitat von wikipedia

Unter Dispersion versteht man in der Physik allgemein die Abhängigkeit einer Größe von der Wellenlänge. In der Optik ist es speziell die Abhängigkeit der Licht-Brechung von der Wellenlänge. Die optische Dispersion lässt sich zum Beispiel bei der Zerlegung des Sonnenlichtes mit Hilfe eines Prismas in ein farbiges Spektrum beobachten.

Ein Photon (= Teilchen ) hat eine bestimmte Wellenlänge/Frequenz.
Wenn Du einen Regenbogen sehen willst brauchst Du mehrere davon:
Gemeinsam betrachtet erscheinen die Teilchen als weisses Licht, zerlegt man sie mit einem Prisma entsprechend ihrer Wellenlänge erscheint der Regenbogen -> Das Prisma ist ein Beispiel für den Welle-Teilchen-Dualismus.

(So würde ich das zumindest sehen ).

[physik]

Guten Morgen

Nein, dieser Begriff wurde bei uns nicht gefallen.

Vielen Dank für die Erklärung. Dass heisst bei uns wäre das Prisma die Wasserstoffröhre?

[SCR]

Zitat von physik

Dass heisst bei uns wäre das Prisma die Wasserstoffröhre?

Keine Ahnung - Ich war nicht dabei .
-> Was habt Ihr denn konkret mit dieser Röhre gemacht / Wie sah denn der Versuch aus?

EDIT: Falls der Versuch etwa so aussah wie hier auf Seite 21 f beschrieben dann kannst Du Deine Frage vielleicht sogar selbst beantworten.