Frage 56, Lichtabsorption

    Was passiert im Detail, wenn ein farbiger Körper sichtbares Licht absorbiert?

    meine Antwort:

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    Sichtbares und UV-Licht ist in der Lage, Elektronen anzuregen, die in Molekülen und Kristallen für chemische Bindungen gebraucht werden. Die meisten dieser Absorptionen geschehen im energiereicheren UV-Bereich. Davon merken bestenfalls die Bienen etwas, denn wir haben keine Sensoren für UV-Licht. Für uns sind solche Körper je nach Deckkraft weiß oder glasig farblos.

    Wenn sichtbares Licht (Wellenlänge 380 bis 780 nm) von einer Substanz absorbiert wird, nehmen bestimmte Bindungselektronen (meist kompliziert verbundene Doppelbindungen, pi-Elektronen genannt) diese Energie auf. Dadurch geraten sie in einen angeregten, also energetisch höheren Zustand. Bei vielen solchen Fällen wird diese Energie längerwellig wieder abgegeben, meist in Wärme verwandelt, was dem Druckprodukt jedoch ziemlich schnurz ist.

    Es gibt Stoffe, die über den ganzen sichtbaren Bereich Licht absorbieren. Die erscheinen uns dann grau oder schwarz, Beispiel Ruß. Die meisten absorbieren aber nicht die ganze Bandbreite, sondern nur das Licht ganz bestimmter Wellenlängen oder -bereiche. Die erscheinen uns dann bunt. Natürlich nur unter einer Lampe, die das komplette Licht aussendet. Aber das ist ja ein anderes Thema…

    In besonders interessanten Fällen geben Stoffe das absorbierte Licht nicht erst bei den ellenlangen Wellenlängen der Wärmestrahlung ab, sondern schon bei näheren - z. B. noch im sichtbaren Bereich. Dann ist das anregende Licht meist im UV, und die Vorgänge heißen Fluoreszenz (geht gleichzeitig). Oder, falls die Elektronen sich die Anregung einen Moment merken und erst dann emittieren, Phosphoreszenz (hält eine Weile an).

    Die Anregung von Bindungselektronen in vielen farbigen Molekülen kann dazu führen, dass diese Bindungen instabil werden und bei Gegenwart eines Reaktionspartners, z. B. Sauerstoff, eine chemische Veränderung eingehen. Dabei wird ihre Absorption meist verändert, die Farbwirkung also auch verändert oder gar zerstört: Die Farbmittel bleichen aus.

    Hallo jotemel,

    was du sagst, stimmt leider nicht so. Die Farbe eines Körpers ist nicht eine feste Eigenschaft von ihm. Sie existiert nur, wenn Licht und Beobachter dazukommen. Meine Frage geht mehr ins Detail der Physik hinter der Erscheinung, deine zielt auf den optischen Effekt ;) .

    Aber der Link ist klasse. Eine prima Erklärung, die technisch unbelasteten und Kindern einen Weg gibt. Gut gemacht :) .

    Viele Grüße & ciao
    Inkman

    Wer fragt denn sowas bitte?
    Davon hängt für mich der Grundtenor der Antwort ab.
    Allgemeine Farbenlehre oder die spezifische Physik elektromagnetischer Wellen?

    Absorption, ein Vorgang, bei dem ein Medium dem durchlaufenden Licht Energie entzieht und es dadurch in seiner Intensität abschwächt.
    Die absorbierte Energie wird generell auf sehr viele Freiheitsgrade des Mediums übertragen was zu einer Erwärmung des Mediums führt.
    Die Stärke der A. wird durch den Absorptionskoeffizienten gekennzeichnet.
    -
    Der Elementarprozeß der A. spielt sich an den Atomen bzw. Molekülen des Mediums ab (wir sprechen im folgenden der sprachlichen Einfachheit halber nur von Atomen).
    Das Strahlungsfeld bewirkt einen Übergang des Atoms von einem tieferen Energieniveau 1 (meist ist dies der Grundzustand) in ein höheres Niveau 2.
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    Zu betonen ist, daß von eigentlicher A. nur dann gesprochen werden kann, wenn das Atom die aufgenommene Energie in Form von Relaxationsprozessen an seine Umgebung abgibt.
    Solange dies nicht geschehen ist, vermag es diese Energie durch induzierte Emission an das Strahlungsfeld zurückzugeben.

    Quelle:

    Insofern ist Floreszenz und Phosphoreszenz, nach meinem Verständnis, keine Absorption.

    Grüße aus Nordost