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Hallo zusammen,

ich versuche mir gerade einen Zusammenhang zu erklären für den ich bisher noch keine zufriedenstellende Erklärung fand.
Ja, das hat (fast) nichts mit Elektronik zu tun. Aber letztlich irgendwie doch, weil ja LEDs, Glüh- und Entladungslampen auch von diesen Effekten betroffen sind.
Mir ist bekannt, dass jeder Körper oberhalb des absoluten Nullpunkts Wärmestrahlung abgibt (die Sache mit dem schwarzen Strahler). Erwärme ich diesen Körper nun weiter, dann beginnt er zunächst rotes, dann gelbes und dann blaueweißes Licht zu emittieren. Aber reine Farben sind das ja auch nicht, es scheint sich um ein Mischung aus Strahlung verschiedener Wellenlängen zu handeln.
Aus meinem Chemieunterricht erinnere ich mich, dass jedes Element Licht in materialspezifischen Spektrallinien aussendet. Auch dass diese Strahlung daher herührt, das Elektronen auf ein höheres Energieniveau gehoben werden und beim zurückfallen wieder die aufgewandte Energie in Form von Strahlung abgeben.

Mir erscheint es nun nicht plausibel, warum Körper (zB Wolframdraht) einerseits ein kontinuierliches Lichtspektrum aussendet, andererseits es aber für Wolfram ausgewiesene Spektrallinien gibt.
Wie und wo entstehen eigentlich die anderen Anteile der Strahlung, die dann das kontiunierliche Spektrum ergeben? Bisher las ich lediglich, DASS die Strahlung existiert.

Wer kann mir das auf nicht allzu hohem Niveau plausibel erklären? Das Stefan-Boltzmann-Gesetz habe ich zwar durchgelesen und irgendwie auch ein kleines bisschen verstanden, löst aber meine Frage nicht zufriedenstellend auf.

Gruß
Ralf

» Mir erscheint es nun nicht plausibel, warum Körper (zB Wolframdraht)
» einerseits ein kontinuierliches Lichtspektrum aussendet, andererseits es
» aber für Wolfram ausgewiesene Spektrallinien gibt.

Bestimmte Wellenlängen werden von bestimmten Stoffen absobiert.
Kann da gemeint sein, wenn Wolfram weiß bestrahlt wird dass bestimmte Spektren dann fehlen
und das als Spektrallinie gemeint ist?
Wenn du einen Dotter weiß bestrahlst kommt nur mehr gelb zurück, der Rest wird absorbiert.
Aus dem ursprünglichen weißen Spektrum bleibt nur mehr gelb über.
Wenn du Benzindämpfe weiß bestrahlst fehlt nacher der Infrarotanteil.
usw

Hallo Ralf,

Ich bin selbst ja auch kein Physiker, aber ich kann ein wenig zu etwas antworten.

» Mir erscheint es nun nicht plausibel, warum Körper (zB Wolframdraht)
» einerseits ein kontinurierliches Lichtspektrum aussendet, andererseits es
» aber für Wolfram ausgewiesene Spektrallinien gibt.

Das Licht welches ausgesendet wird, ist (fast) rein von der Temperatur abhängig. Ob das Eisen oder Wolfram ist, spielt (fast) keine Rolle. In wiefern das Element bei der elementtypischen (Resonanz-)Frequenz im Spektrum des "heissen" Lichtes eine Amptitudenerhöhung zeigt oder nicht, weiss ich nicht.

Was es aber gibt, ist die Absorbtions-Frequenz der Elemente. Das Sonnenlicht hat so genannte Absorbtionslinien. Schwarze dünne Striche im Spektrum des Lichtes. Siehe im folgenden Link zweites Bild:
. . . . http://www.seilnacht.com/versuche/spektro.html

Jede Linie präsentiert ein Element in den Sonnenatmosphäre, welches genau die entsprechende Frequenz des Lichtes absorbiert und darum wird exakt diese Farbe nicht ausgesendet.

Vor schon sehr langer Zeit kam man auf die Idee von der Erde aus die Oberflächentemperatur der Sonne zu bestimmen. Man verglich die Farbe des Sonnenlichtes mit der sehr hellen Glut eines Material (was, weiss ich nicht). Als die beiden Lichtquellen übereinstimmten, nach dem Aufheizen des Materials, "wusste" man wie heiss die Sonnenoberfläche ist.

Nun das war wohl eine Messung von vorgestern. Ich weiss zwar nicht wie, aber ich denke, dass es heute eine viel bessere und präzisere Methode gibt, die Temperatur der Sonnenoberfläche auf grosse Distanz zu messen.

Wie auch immer, es gibt eine kosmologische Ausrichtung (diplomatisch zurückhaltend formuliert), die behauptet, dass dieser soeben beschriebenen Messvergleich nicht gilt, ja es sogar ganz anders sei, dass die Sonne kalt sei und das Wahrnehmen und Messen der Temperatur eine direkte Reaktion sei, wenn die elektromagnetische Strahlung von der Sonne mit dem Objekt "kollidiert", eine Art Reibungseffekt.

Dass die Temperatur durch Absorbtion der Strahlung entsteht, leuchtet ja ein, aber den Rückschluss auf eine kalte Sonne ist doch mehr als nur komisch...

Da soll noch einer alleine draus kommen...
Ich jedenfalls nicht... lookaround:

» Wie und wo entstehen eigentlich die anderen Anteile der Strahlung, die dann
» das kontiunierliche Spektrum ergeben? Bisher las ich lediglich, DASS die
» Strahlung existiert.

Meinst Du jetzt eine passive Strahlung von Elementen ohne jede Anregung von aussen?

» Wer kann mir das auf nicht allzu hohem Niveau plausibel erklären?

Kann nicht passieren, wenn ich antworte, ich bin genau so ein Physik-Laie, aber sehr interessiert an Physik und Kosmologie, so weit ich es verstehen oder zu mindest einigermassen nachvollziehen kann, interessiert.

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

» Mir erscheint es nun nicht plausibel, warum Körper (zB Wolframdraht)
» einerseits ein kontinuierliches Lichtspektrum aussendet, andererseits es
» aber für Wolfram ausgewiesene Spektrallinien gibt.

Nur einzelne Atom senden scharfe Spektrallinien aus. Soetwas findest Du in Gasen, hier haben die einzelnen Atom einen großen Abstand voneinander und wechselwirken nur wenig miteinander.
Ein Glühdraht (z.B. aus Wolfram) ist ein Festkörper, bestehend aus sehr vielen, dicht benachbarten Atomen. Hier verhält sich das gesamt System entsprechend anders.
Ich will hier keine Physikvorlesung halten, die Richtung, in der Du Dich einlesen könntest, um mehr zu erfahren wäre: Pauli-Prinzip, Energieniveaus, Atome, Moleküle, Festkörper.

» Nur einzelne Atom senden scharfe Spektrallinien aus. Soetwas findest Du in
» Gasen, hier haben die einzelnen Atom einen großen Abstand voneinander und
» wechselwirken nur wenig miteinander.
» Ein Glühdraht (z.B. aus Wolfram) ist ein Festkörper, bestehend aus sehr
» vielen, dicht benachbarten Atomen. Hier verhält sich das gesamt System
» entsprechend anders.

Das ist jetzt allerdings eine interessante Ausführung. Würde das denn nicht bedeuten, dass der Vergleich des Sonnenlichtes mit einem glühenden Festkörper zur Bestimmung der Temperatur der Sonnenoberfläche ein Unsinn ist?

Falls Du es noch nicht gelesen hast, hier habe ich dazu etwas geschrieben:
. . . . . http://www.elektronik-kompendium.de/forum/forum_entry.php?id=265712&page=0&category=all&order=time

--
Gruss
Thomas

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» » Nur einzelne Atom senden scharfe Spektrallinien aus. Soetwas findest Du
» in
» » Gasen, hier haben die einzelnen Atom einen großen Abstand voneinander
» und
» » wechselwirken nur wenig miteinander.
» » Ein Glühdraht (z.B. aus Wolfram) ist ein Festkörper, bestehend aus sehr
» » vielen, dicht benachbarten Atomen. Hier verhält sich das gesamt System
» » entsprechend anders.
»
» Das ist jetzt allerdings eine interessante Ausführung. Würde das denn nicht
» bedeuten, dass der Vergleich des Sonnenlichtes mit einem glühenden
» Festkörper zur Bestimmung der Temperatur der Sonnenoberfläche ein Unsinn
» ist?
»
» Falls Du es noch nicht gelesen hast, hier habe ich dazu etwas geschrieben:
» . . . . .
» http://www.elektronik-kompendium.de/forum/forum_entry.php?id=265712&page=0&category=all&order=time

Wobei das Sonnenlicht nur unter der Atmosphäre der Erde gelb ist. Im Weltraum ist die Sonne weiß.

Strahlung an sich, das sind doch quantenphysikalische Vorgänge? Anregungszustände atomarer Bestandteile. Das Springen von Elektronen ist dabei eher uninteressant (spielt sicher trotzdem eine Rolle), sonst würde ein hochenergetisches Plasma ja nicht leuchten können. Und unsere gute LED, die leuchtet ja auch, da ist es wieder die Quantenmechanik die das erklärt.

LG Sel

» Das Licht welches ausgesendet wird, ist (fast) rein von der Temperatur
» abhängig. Ob das Eisen oder Wolfram ist, spielt (fast) keine Rolle.

» Vor schon sehr langer Zeit kam man auf die Idee von der Erde aus die
» Oberflächentemperatur der Sonne zu bestimmen. Man verglich die Farbe des
» Sonnenlichtes mit der sehr hellen Glut eines Material

Daraus wurden die ersten Pyrometer entwickelt.
https://de.wikipedia.org/wiki/Pyrometer
Man hatte ein Gerät, welches einen Glühfaden beinhaltete, den man durch Spannungserhöhung zum glühen bis zur Weißglut bringen konnte. Man schaute durch das Pyrometer durch ein Loch, in deren Sichtlinie sich eben auch dieser Glühfaden befand. Eingesetzt bei der Metallschmelze, konnte man durch Erhöhung des Glühens, ein unsichtbar machen des Glühfadens vor der Schmelze erwirken. Hatte man die gleiche Farbtemperatur von Glühfaden und Schmelze erreicht, war der Faden unsichtbar und es war damit die Temperatur der Schmelze bekannt.

Heute gibt es Pyrometer bei allen möglichen Anbietern für ein Appel und ein Ei. Nur andere Funktionsweise.

» .... Würde das denn nicht bedeuten, dass der Vergleich des Sonnenlichtes mit einem glühenden
» Festkörper zur Bestimmung der Temperatur der Sonnenoberfläche ein Unsinn
» ist?

Nein, durchaus nicht. In den Teilen der Sonne, in welchen das Gros der Strahlung entsteht, herrschen sehr hohe Drücke, ausserdem ist dort kein Gas, sondern Plasma (das wird als vierter und damit von Gas unterschiedlicher Aggregatzustand angesehen). Deshalb entsteht hier ein kontinuierliches Spektrum und kein Linienspektrum, genau wie beim glühenden Festkörper. Beide kann man in erster Näherung als schwarze Strahler ansehen und somit aus der spektralen Zusammensetzung der Strahlung auf die Temperatur schließen.

Und richtig: im Sonnenlicht kann man Absorptionslinien (die sog. Fraunhoferlinien) finden. Ich bin nicht Astrophysiker genug, um zu sagen, an welcher Stelle der Sonne diese genau entstehen, möglicherweise in höheren, weniger dichten Teilen der Atmosphäre.

Ja, und trotzdem stellt sich mir die Frage: wo und was im Atom/Atom-Verbund emittiert die Strahlung?
Schließlich ist die Strahlung ja eine Form der Energie. Die muss ja irgendwoher kommen. Ja, natürlich durch die Temperatur. Die schüttelt die Atome. Kotzen die Atome nun die Strahlung aus weil sie seekrank wurden - um es mal ganz trivial zu sagen? Oder entsteht die Strahlung an anderer Stelle? Oder ist das der aktuellen Wissenschaft noch nicht bekannt?
Die Quantenmechanik ist für mich noch eine unbekannte Schönheit.

Gruß
Ralf

»
» Nein, durchaus nicht. In den Teilen der Sonne, in welchen das Gros der
» Strahlung entsteht, herrschen sehr hohe Drücke, ausserdem ist dort kein
» Gas, sondern Plasma (das wird als vierter und damit von Gas
» unterschiedlicher Aggregatzustand angesehen). Deshalb entsteht hier ein
» kontinuierliches Spektrum und kein Linienspektrum, genau wie beim glühenden
» Festkörper. Beide kann man in erster Näherung als schwarze Strahler ansehen
» und somit aus der spektralen Zusammensetzung der Strahlung auf die
» Temperatur schließen.
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» Und richtig: im Sonnenlicht kann man Absorptionslinien (die sog.
» Fraunhoferlinien) finden. Ich bin nicht Astrophysiker genug, um zu sagen,
» an welcher Stelle der Sonne diese genau entstehen, möglicherweise in
» höheren, weniger dichten Teilen der Atmosphäre.

» Ja, und trotzdem stellt sich mir die Frage: wo und was im Atom/Atom-Verbund
» emittiert die Strahlung?
Sie wird von Elektronen abgegeben, die sich von einem höheren auf ein niedrigeres Energieniveau begeben.

» Ja, natürlich durch die Temperatur. Die schüttelt die
» Atome. Kotzen die Atome nun die Strahlung aus weil sie seekrank wurden - um
» es mal ganz trivial zu sagen?

Das ist ein interessantes Bild.

» Die Quantenmechanik ist für mich noch eine unbekannte Schönheit.
Ich denke, das gilt für uns alle (die Physiker eingeschlossen). Die Pioniere der Quantenphysik sagten sinngemäß so sachen wie:
"Wer glaubt, sie zu verstehen, zeigt damit, dass er sie nicht versteht."
Oder, wenn 'warum'- oder 'wie-funtioniert-das' Fragen auftauchen: "Maul halten und rechnen!" (Das letzte Zitat ist von Feynman.)

» Mir erscheint es nun nicht plausibel, warum Körper (zB Wolframdraht)
» einerseits ein kontinuierliches Lichtspektrum aussendet, andererseits es
» aber für Wolfram ausgewiesene Spektrallinien gibt.

Ich bin auch nicht die Leuchte darin, aber evtl. ist unser Denkfehler dabei, dass wir die Erregung mit Energie von außen und die Absorbtionslinie (Farben) als eine Einheit betrachten. Warum sollte Wolfram nur in mit/einer Farbe reagieren? Wo bleibt dann die zusätzlich zugeführte Energie?

Hallo Ralf,
hier mal eine praxisorientierte Erklärung ohne Quantenmechanische Klimmzüge.

https://de.m.wikipedia.org/wiki/Atomemissionsspektrometrie

ach ja, da ist ja auch noch das orange-gelbe Licht der Natriumdampflampen....

Grüße
Hartwig

Ich denke zur Auflockerung und nicht unpassend zum Thema eignet sich ein kleines Video des Astrophysikers Harald Lesch:

. . . "Prof. Harald Lesch: Was ist der Casimir Effekt?"
. . . . . https://www.youtube.com/watch?v=8yqvhde3hXU

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

» Wer kann mir das auf nicht allzu hohem Niveau plausibel erklären?

Niemand, die vielzahl der Linien und die Linienverbreiterung sind ein komplexes Thema.

» Hallo Ralf,
» hier mal eine praxisorientierte Erklärung ohne Quantenmechanische
» Klimmzüge.
»
» https://de.m.wikipedia.org/wiki/Atomemissionsspektrometrie
»
» ach ja, da ist ja auch noch das orange-gelbe Licht der
» Natriumdampflampen....
»

Auch wenn Kochsalz verbrennt, entsteht dieses typisch orangegelbe Leuchten. Das beobachte ich jedesmal, wenn auf meinem Gasherd etwas überkocht, das vorher gesalzen wurde.

» Ich denke zur Auflockerung und nicht unpassend zum Thema eignet sich ein
» kleines Video des Astrophysikers Harald Lesch:
»
» . . . "Prof. Harald Lesch: Was ist der Casimir Effekt?"
» . . . . . https://www.youtube.com/watch?v=8yqvhde3hXU

Casimir heißt der Kater von einem guten Freund. Mal isser da, mal isser weg... Ist das vielleicht ein direkter Nachkomme von Schrödingers Katze?
Fragen über Fragen...

LG Sel