Emission and Absorption Spectrum

00:01 Die emittierten (abgestrahlten) Photonen haben eine Energie, die abhängig ist vom Unterschied in den Energieniveaus von dem Punkt, des Beginns bis wohin es wechselt.

00:10 Das bedeutet, dass jedes Elektron, dass das Energieniveau wechselt ein Photon mit einer anderen Energiemenge emittiert (abstrahlt), einer anderen Frequenz des Lichts.

00:19 In dem Diagramm sehen Sie das.

00:21 Ein Elektron, das über eine kleine Distanz springt, etwa zwischen zwei sehr nahe beieinander liegenden Energieniveaus, wird nicht viel Energie emittieren (abstrahlen).

00:28 Es wird also diese niedrigeren Frequenzen oder niedrigere Energie-Photonen des Lichts emittieren (abstrahlen).

00:33 Und diese sind, wie wir bereits besprochen haben, eher die eher roten Lichtarten.

00:36 Bei großen Energiesprüngen, etwa zwischen dem zweiten und dem ersten Energieniveau, haben wir einen großen Unterschied.

00:42 Es gibt einen großen Unterschied zwischen dem Grundzustand und diesem ersten angeregten Zustand.

00:46 Wenn das Elektron also durch eine größere Lücke wie diese springt, wird viel mehr Energie freigesetzt, was bedeutet, dass das Photon, welches es freisetzt, ebenfalls diese hohe Energie haben wird.

00:54 Und wie wir bereits besprochen haben, sind diese hochenergetischen Photonen eher die blauen und violetten, höheren Frequenzanteile des Spektrums.

01:02 Dies gibt uns einen sehr interessanten Einblick in die atomare Struktur von Materialien, die wir nicht unbedingt mit dem bloßen Auge erkennen können.

01:08 Dies wird als "Emissionsspektren" bezeichnet.

01:11 Wenn wir uns das Licht ansehen, das von etwas ausgeht und in die verschiedenen Frequenzen des Lichts aufgeteilt wird.

01:16 Wir haben bereits erwähnt, dass bei einem Atom, wenn die Elektronen das Energieniveau wechseln, die Energiemenge, die Farbe des Photons, welches sie aussenden, von den Abständen, dem Energieunterschied zwischen den beiden Kurven, zu denen das Elektron springt, abhängt.

01:30 Wenn wir also das Licht nehmen, das von einem Atom wie etwa einem Wasserstoffgas kommt, könnten wir das Licht trennen, indem wir es durch so etwas wie ein Prisma bringen.

01:38 Und wir könnten die unterschiedlichen Komponenten des Lichts sehen, indem wir seinen Schatten, wenn Sie so wollen, auf einer Art Krümmung werfen, wo wir die verschiedenen Farben des Lichts, das auf die Wand trifft, sehen können.

01:47 Wir nennen dieses Band aus verschiedenen Farben, das von einem Atom wie etwa Wasserstoffgas kommt, das Emissionsspektrum.

01:54 Denn wir sehen ein Spektrum unterschiedlicher Farben und sie sind von einer Art Atom oder Molekül oder einer Art von Gas ausgestrahlt worden.

02:02 Dieses emittierte Spektrum ist also sehr interessant für uns weil es als eine Art Fingerabdruck für unterschiedliche Arten von Atomen dient.

02:08 Denn diese Energieniveaus, die wir besprochen haben, alle diese unterschiedlichen Bänder, die man haben kann, sind einzigartig für unterschiedliche Atome.

02:15 So hat zum Beispiel das Wasserstoffatom eine ganz besondere Form zu seinen Orbitalen, den unterschiedlichen Energieniveaus.

02:21 Oder eine andere Art von Atom kann Stickstoff oder Sauerstoff sein oder etwas in dieser Art.

02:25 Wir werden eine ganz andere Form des Energieniveaus sehen.

02:28 Das bedeutet, dass beim Springen der Elektronen zwischen den Energiebereichen wie wir sie beschrieben haben, jede unterschiedliche Art von Atom oder unterschiedliche Art von Gasen, unterschiedliche Farben des Lichts ausstrahlt.

02:39 Und wir können diese Farben betrachten, einfach mit etwas wie einem Spektrum, das wir hier haben.

02:44 Nehmen wir also an, das Licht kommt zum Beispiel von einem entfernten Stern, könnten wir immer noch das Gleiche tun.

02:49 Wir könnten ein Prisma einsetzen.

02:50 Sehen Sie das Licht, das hereinkommt.

02:51 Trennen Sie die Komponenten des Lichts und Sie erhalten eine Bandstruktur, so wie Sie sie im Emissionsspektrum hier sehen.

02:56 Und dann bestimmen Sie, welche Farben des Lichts kommen, sogar von so etwas wie einem entfernten Stern oder eigentlich auch von jedem anderen Objekt.

03:04 Es gibt noch eine andere Möglichkeit, die genau das Gegenteil hiervon ist.

03:08 Anstatt die Elektronen in ihre Energieniveaus fallen und Licht ausstrahlen zu lassen, könnten wir stattdessen Licht hineinschicken, in etwa einen gasförmigen Zustand, wie Licht durch Wasserstoffgas zu schicken.

03:18 Und dann, welches Energieniveaus dieses Lichts, welche Photonen, wie die roten Photonen oder die violetten Photonen, auch immer, mit den Energieunterschieden in den Banden vereinbar sind, werden von den Elektronen beachtet.

03:30 Zum Beispiel, schauen Sie auf den ersten Sprung hier zwischen dem Grundzustand und dem ersten angeregten Zustand für das Elektron in diesem Atom unten.

03:37 Wenn wir ein Photon mit genau der richtigen Energie schicken würden, wie ein violettes Photon, so würde das Elektron diese Energie absorbiert und wäre zwischen den Energiezuständen gesprungen, vom Grundzustand kommend bis hin zum ersten angeregten Zustand.

03:51 Das Interessante für uns ist, dass wir, wenn wir dieses Licht durchsenden und die Elektronen diese bestimmte Frequenz der Energie annehmen, dann, wenn wir dieselbe Sache wiederholen, und das Licht auf ein Spektrum wie dieses werfen, wir eine Reihe von Schatten oder dunklen Flecken in unserem Band bekommen, denn unser Licht ist nicht mehr da.

04:06 Es ist nicht mehr da, weil es vom Gas mitgenommen wurde, wie beim Wasserstoffgas, als wir Licht durch es hindurchschickten.

04:12 Dies ist also genau dasselbe wie beim Emissionsspektrum.

04:14 Wir bezeichnen dies jedoch als das Gegenteil.

04:16 Es handelt sich um ein Absorptionsspektrum, weil das Gas, durch das wir das Licht gesendet haben, die Energie absorbiert, die die wir durch dieses Gas geschickt haben.

04:26 Dies ist also die Zusammenfassung der ersten Einführung in die elektronische Struktur der Atome.

04:31 Wir werden auf diesen Ideen aufbauen, die wir gerade eingeführt haben speziell mit dem Wasserstoffatom, und weitergehen und einige kompliziertere Formen erforschen, die mit den Arten von Orbitalen zu tun haben in dem sich Elektronen befinden können.

04:41 Aber das kommt beim nächsten Mal.

04:43 Bis dahin, danke fürs Zuhören.