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  #11  
Alt 14.02.20, 10:14
Timm Timm ist offline
Singularität
 
Registriert seit: 26.03.2009
Ort: Weinstraße, Rheinld.Pfalz
Beiträge: 2.683
Standard AW: Wie funktioniert IR-Absorption?

Zitat:
Zitat von Treibhauseffekt Beitrag anzeigen
=> Das geht nur bei Molekülen mit mehr als 2 Atomen, was am Dipolmoment liegt, das dafür notwendig ist. Ein Dipolmoment ist die räumliche Ladungstrennung, also der Schwerpunkt der positiven Ladungen und der der negativen Ladungen fallen nicht zusammen. Bei zweiatomigen Molekülen ist das oft der Fall, sie sind unpolar, also die Ladungsverteilung ist homogen. Es braucht auch kein statisches Dipolmoment für die IR-Absorption, es kann auch ein dynamisches Dipolmoment sein.
wobei ist das nicht ganz verstanden habe: Nimmt es erst die IR-Strahlung auf und wird es DADURCH dynamisch dipolar; denn ich hab das so verstanden, dass nur dipolare Moleküle überhaupt IR-Strahlung aufnehmen können – das beißt sich ja etwas...
Voraussetzung für Absorption ist ein permanentes Dipolmoment, das eine asymmetrische Ladungsverteilung erfordert. Bei gleichatomigen zweiatomigen Molekülen wie O2, N2, Cl2 ... ist das nicht der Fall, die Ladungsverteilung entlang der Valenzbindung ist symmetrisch. H-CL ist ein Beispiel für ein nicht gleichatomiges zweiatomiges Molekül. Hier ist die Elektronegativität der Bindungspartner ungleich, Cl trägt eine höhere negative Partialladung als H.

Dabei gibt es Sonderfälle, CO2 (O-C-O ist linear und symmetrisch) etwa hat kein permanentes Dipolmoment, absorbiert aber wegen der sich kompensierenden O-C und C-O Dipolmomente.

Zitat:
Zitat von Treibhauseffekt Beitrag anzeigen
=> Diese Schwingungsänderungen durch die Absorption von IR-Strahlung sorgt für eine Energiedifferenz und diese Differenz kann als Photon wieder abgegeben werden. Spricht, es wird Wärme zurück auf den Erdboden (aber auch in andere Richtungen) abgestrahlt.
Auch das hab ich nicht so genau verstanden: Die Moleküle werden DURCH die IR-Strahlung in einen anderen Schwingungs- und Rotationszustand gebracht; damit ist die Energie doch schon absorbiert oder? Anderswo lese ich, dass durch diese Änderung des Zustands überhaupt erst in der Größe der Differenz Photonen aufgenommen werden können. Aber was verursacht dann diese Änderung?
Der Treibhauseffekt eines Moleküls is umso stärker je mehr von der Erde abgestrahlte Wärme es absorbiert (je weniger also entweicht). Wasser ist wegen seiner breiten Absorptionsbanden ein sehr starkes Treibhausgas, CO2 ebenfalls, weil es gerade da absorbiert, wo Wasser durchlässig ist.

Zwischen absorbierter Wärmestrahlung der Erde und wieder vom Treibhausgas in alle Richtungen emittierter Strahlung stellt sich ein Gleichgewicht ein. Im Netto Effekt erwärmt sich die Erde, wobei noch zu berücksichtigen ist, daß die Treibhausgase für die Strahlung der Sonne nahezu transparent sind.
__________________
Der Verstand schafft die Wahrheit nicht, sondern er findet sie vor - Aurelius Augustinus
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  #12  
Alt 14.02.20, 14:55
Treibhauseffekt Treibhauseffekt ist offline
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Registriert seit: 09.02.2020
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Standard AW: Wie funktioniert IR-Absorption?

Zitat:
Zitat von JoAx Beitrag anzeigen
Stelle dir vor, du hast vier Behälter, in die du Wasser rein tun kannst, und ich nur drei. Heisst es automatisch, dass ich weniger Wasser tragen kann? Was ist, wenn meine 3 Behälter insgesamt größer sind, als deine 4?
Okay, aber was für andere Kriterien gibt es da denn noch chemisch/physikalisch?
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  #13  
Alt 14.02.20, 14:56
Treibhauseffekt Treibhauseffekt ist offline
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Beiträge: 8
Standard AW: Wie funktioniert IR-Absorption?

Zitat:
Zitat von Bernhard Beitrag anzeigen
Da hast dir aber was vorgenommen. Die Wechselwirkung zwischen elektromagnetischer Strahlung und Atomen und/oder Molekülen füllt ganze Lehrbücher.

Kurioserweise findet man im Netz Absorptionsspektren von CO2 nicht gerade leicht, wo doch mittlerweile die ganze Welt über den Klimawandel debattiert.
Naja aber die Grundprinzipien dahinter sollte man doch verstehen können – wie bei so vielen hochkomplexen Themen. Es gibt zahlreiche Bücher zu dem Thema Klimawandel, aber wie der Treibhauseffekt genau funktioniert, da hab ich bisher kein einziges gefunden. Also für Laien...
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  #14  
Alt 14.02.20, 15:01
Treibhauseffekt Treibhauseffekt ist offline
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Registriert seit: 09.02.2020
Beiträge: 8
Standard AW: Wie funktioniert IR-Absorption?

Zitat:
Zitat von Timm Beitrag anzeigen
Dabei gibt es Sonderfälle, CO2 (O-C-O ist linear und symmetrisch) etwa hat kein permanentes Dipolmoment, absorbiert aber wegen der sich kompensierenden O-C und C-O Dipolmomente.
Sehr guter Beitrag, danke!
CO2 hat also ein dynamisches Dipolmoment oder?

Zitat:
Zitat von Timm Beitrag anzeigen
Der Treibhauseffekt eines Moleküls is umso stärker je mehr von der Erde abgestrahlte Wärme es absorbiert (je weniger also entweicht). Wasser ist wegen seiner breiten Absorptionsbanden ein sehr starkes Treibhausgas, CO2 ebenfalls, weil es gerade da absorbiert, wo Wasser durchlässig ist.
Stellt sich für mich noch die Frage, warum die Absorptionsbanden bei H20 so breit sind?
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  #15  
Alt 14.02.20, 15:27
Timm Timm ist offline
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Beiträge: 2.683
Standard AW: Wie funktioniert IR-Absorption?

Zitat:
Zitat von Treibhauseffekt Beitrag anzeigen
Sehr guter Beitrag, danke!
CO2 hat also ein dynamisches Dipolmoment oder?
Ja

Zitat:
Zitat von Treibhauseffekt Beitrag anzeigen
Stellt sich für mich noch die Frage, warum die Absorptionsbanden bei H20 so breit sind?
Aufgrund der Wasserstoffbrückenbindungen variiert die Stärke (genauer die Kopplungskonstante) der O-H Bindung, was zu einer Banderverbreiterung führt.
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Der Verstand schafft die Wahrheit nicht, sondern er findet sie vor - Aurelius Augustinus

Geändert von Timm (14.02.20 um 15:31 Uhr)
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  #16  
Alt 14.02.20, 18:52
Treibhauseffekt Treibhauseffekt ist offline
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Registriert seit: 09.02.2020
Beiträge: 8
Standard AW: Wie funktioniert IR-Absorption?

Vielen Dank schon mal. Ist echt kompliziert. Schade, dass es da keine übersichtlich 3-4 Seiten umfassende Abhandlung gibt.

Eine Frage hab ich noch: Es ist immer die Rede davon, dass die CO2-Absorptionsbanden schon gesättigt sind. Es gibt einige Gegendarstellungen, nur verstehe ich die nicht wirklich. Was ist da der Fall?
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  #17  
Alt 15.02.20, 08:35
Timm Timm ist offline
Singularität
 
Registriert seit: 26.03.2009
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Beiträge: 2.683
Standard AW: Wie funktioniert IR-Absorption?

Zitat:
Zitat von Treibhauseffekt Beitrag anzeigen
Eine Frage hab ich noch: Es ist immer die Rede davon, dass die CO2-Absorptionsbanden schon gesättigt sind. Es gibt einige Gegendarstellungen, nur verstehe ich die nicht wirklich. Was ist da der Fall?
Das Vorhandensein von Absorptionsbanden bedeutet erst mal nur, daß bei diesen Wellenlängen Rotationsschwingungszustände durch Absorption von Strahlung angeregt werden können. Tritt das ein, ist Erwärmung die Folge.

Ein sehr grobes Bild sieht so aus:

Strahlung der Sonne (das Maximum liegt im sichtbaren Bereich) erwärmt die Erde (Stichwort Wiensches Verschiebungsgesetz). Die nach oben abgestrahlte Wärmestrahlung erwärmt die Treibhausgase. Diese strahlen ihrerseits Wärme ab (das ist wie bei einem Stein in der Nähe des Lagerfeuers) und das in alle Richtungen: nach oben -> entweicht ins All, nach unten -> erwärmt die Erde.
__________________
Der Verstand schafft die Wahrheit nicht, sondern er findet sie vor - Aurelius Augustinus
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  #18  
Alt 17.02.20, 10:51
Benutzerbild von JoAx
JoAx JoAx ist offline
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Registriert seit: 05.03.2009
Beiträge: 4.324
Standard AW: Wie funktioniert IR-Absorption?

Zitat:
Zitat von Treibhauseffekt Beitrag anzeigen
Okay, aber was für andere Kriterien gibt es da denn noch chemisch/physikalisch?
Diese Kriterien hast du schon selbst aufgeschrieben. Deswegen habe ich auch nicht mehr dazu geschrieben, sondern auf deine eigenen Aussagen verwiesen. Daraus ziehe ich den Schluss, dasss du die Sachen, von denen du geschrieben hast, noch nicht verstanden hast. Es ist aber schwer nachzuvollziehen, was genau fehlt, und raten möchte ich nicht wirklich.

Noch etwas:
Zitat:
Zitat von Treibhauseffekt Beitrag anzeigen
Es ist immer die Rede davon, dass die CO2-Absorptionsbanden schon gesättigt sind. Es gibt einige Gegendarstellungen, nur verstehe ich die nicht wirklich.
An solchen Stellen wären Verweise auf die "Reden" und "Gegendarstellungen" sehr hilfreich. Damit man die selbe Gesprechsgrundlage hat.
__________________
Gruß, Johann
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Eine korrekt gestellte Frage beinhaltet zu 2/3 die Antwort.
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