P H Y S I K - Spektroskopie - Helene Plank Stephan Giglberger

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1 P H Y S I K - Spektroskopie - Helene Plank Stephan Giglberger

2 Warum Spektroskopie auf dem Mars? Befindet sich Wasser auf dem Mars? Gibt es eine Atmosphäre? Aus welchen Elemente besteht sie? Gibt es Leben? Welche Mineralien kann man finden?

3 Warum Spektroskopie auf dem Mars? Mit Hilfe der Spektroskopie können Materialien in einem weiten Wellenlängenbereich analysieren werden! Messgrößen: - Transmission - Reflexion Aber zuerst: Was ist das Spektrum?

4 Die Spektralfarben und ihre physikalische Bedeutung

5 Warum sind manche Dinge schwarz und manche weiß?

6 Spektrum des sichtbaren Lichts

7 Beispiel Schwarz

8 Beispiel Schwarz

9 Beispiel Schwarz Das Material absorbiert das einfallende Licht vollständig

10 Beispiel Weiß

11 Beispiel Weiß

12 Beispiel Weiß Das Material reflektiert das einfallende Licht vollständig

13 Beispiel Durchsichtig

14 Beispiel Durchsichtig

15 Beispiel Durchsichtig Das Material transmittiert das einfallende Licht vollständig

16 Wellenlänge Licht ist eine elektromagnetische Welle

17 Was ist überhaupt Farbe?

18 Wellenlänge Jeder Spektralfarbe kann eine Wellenlängenbereich zugeordnet werden Spektralfarbe rot orange gelb grün blau / indigo violett Wellenlängenbereich nm nm nm nm nm nm

19 Das elektromagnetische Spektrum

20 Das elektromagnetische Spektrum Sichtbares Licht

21 Das elektromagnetische Spektrum Infraroter Bereich

22 Infrarot Bereich Vorsicht! F A L S C H F A R B E N

23 Fragestellung: Gilt weiterhin analog zum VIS auch für den Infraroten Bereich?

24 Das elektromagnetische Spektrum

25 Vom Spektrum zur Spektroskopie

26 Vom Spektrum zur Spektroskopie Erinnerung: Durchsichtig, weil alle Spektralfarben transmittiert werden

27 Transmission, T FAKULTÄT PHYSIK Vom Spektrum zur Spektroskopie Erinnerung: Durchsichtig, weil alle Spektralfarben transmittiert werden Wellenlänge, λ

28 Transmission, T FAKULTÄT PHYSIK Vom Spektrum zur Spektroskopie Beispiel: Grün Hier wird nur der Bereich der grünen Spektralfarben transmittiert Der Rest wird absorbiert, fehlt also im Spektrum Wellenlänge, λ

29 Transmission, T FAKULTÄT PHYSIK Vom Spektrum zur Spektroskopie Beispiel: Rot Hier wird nur der Bereich der roten Spektralfarben transmittiert Der Rest wird absorbiert, fehlt also im Spektrum Wellenlänge, λ

30 Transmission, T FAKULTÄT PHYSIK Vom Spektrum zur Spektroskopie Beispiel: Rot Hier wird nur der Bereich der roten Spektralfarben transmittiert Der Rest wird absorbiert, fehlt also im Spektrum Dunkleres Rot! Wellenlänge, λ

31 Transmission, T FAKULTÄT PHYSIK Vom Spektrum zur Spektroskopie Beispiel: Rot Hier wird nur der Bereich der roten Spektralfarben transmittiert Der Rest wird absorbiert, fehlt also im Spektrum Helleres Rot! Wellenlänge, λ

32 Vom Spektrum zur Spektroskopie Jedes Material - absorbiert - transmittiert - oder reflektiert anders Charakterisierung möglich!

33 Die wichtigsten Einheiten der Spektroskopie

34 Wichtige Einheiten Wellenlänge Frequenz Wellenzahl Energie λ f = c λ ν = 1 λ E = ħ ω c: Lichtgeschwindigkeit

35 Wichtige Einheiten Wellenlänge Frequenz Wellenzahl Energie λ f = c λ ν = 1 λ E = ħ ω c: Lichtgeschwindigkeit Wellenlänge ist Frequenz ist Energie

36 Energie Potentielle und kinetische Energie Wärmeenergie

37 Wellenlänge und Energie E = h f E: Energie f: Frequenz h: Planck sches Wirkungsquantum h = Js Max Planck * 23. April 1858 in Kiel 4. Oktober 1947 in Göttingen

38 Darum Spektroskopie auf dem Mars! Breiter Wellenlängenbereich analysierbar! Charakterisierung von Gesteinsproben Einfache Methode um Wasser zu finden Stoffe der Atmosphäre leicht identifizieren

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