Genaue Erklärung des Metallglanzes - Einige Fragen

7 Antworten

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Hallo,

Der metallische Glanz entsteht durch Plasmonen im Elektronengas. Die Plasmonenfrequenz, welche unteranderem von der Elektronendichte des Elektrongases abhängt, gibt dabei die Frequenz an bei welchem das Elektrongas reflektriend wirkt. Für die meisten Metalle liegt diese Plsmafrequenz im nahen ultraviolet Bereich. Eine etwas bessere beschreibung findest du in der Einleitung dieses Artikels von Vasily Temnov und Ulrike Woggon

http://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=3&cad=rja&uact=8&ved=0CDQQFjAC&url=http%3A%2F%2Fwww.pro-physik.de%2Fdetails%2FarticlePdf%2F1102471%2Fissue.html&ei=vSXpU9C5Moew7Ab4oYHwDQ&usg=AFQjCNH4Iekj_EvuoUbWzjLMuCKE5ojNpg&sig2=2lccI_CZSN7fmXTgDI9zTw&bvm=bv.72676100,d.ZGU

Das hört sich für mich nach einer schlüssigen erklärung an... demnach wäre dann die "Elektronenwelle" die bei Nano-Partikeln von Gold die rote Farbe verursachen einfach die stehende Plasmonenwelle, welche die Frequenz hat, die der Farbe grün entspricht oder?

Danke für die Antwort!

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@mgausmann

Plasmonen sind Quasiteilchen und werden quantenmechanisch betrachtet. Man könnte sie als kollektive Elektronenschwinkung betrachten,. Ähnlich wie Phononen kollektive Gitterschwinkungen eines Kristallgitters sind. Nanopartikel sind räumlich bergenzt und daher tretten Quanteneffekte auf und verändern Eigenschaften. In diesem Fall wird die Plasmonenfrequenz durch die Dimensionen des nanopartikels geändert. Durch eine andere Plasmonenfrequenz werden Teile des sichtbaren Spektralbereichs des Lichtes nicht mehr reflektiert. So kommt es zu der anderen Farbe.

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@kowekowe

wow, du scheinst davon echt ahnung zu haben... danke!

Vermutlich zielt die Wellenerklärung über die Maxwell-Gleichungen, die hier schon desöfteren erwähnt wurden, in die gleiche Richtung, sodass beides dasselbe erklärt...

Super, Problem gelöst, Sternchen bekommste sobald wie möglich :)

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Metallglanz ist nur auf Kristallflächen und im polierten Zustand wahrnehmbar!
Beim Kristall werden durch den geordneten Zustand die Lichtwellen fast polarisiert zurückgeworfen und durch das Polieren wird meiner Meinung nach mit den freien Elektronen ein polarisiertes Feld aufgebaut, was die Lichtwellen ebenfalls homogen zurückwirft. Zumindest ist das meine Logik.

hmm, das was du meinst, ist zwar Glanz oder einfache Reflektion...metallischer Glanz unterscheidet sich von diesem (ist schwer zu beschreiben)...

Die Frage ist sowieso vielmehr, warum die Lichtwellen homogen zurückgeworfen werden. Denn die Photonen wechselwirken in jedem Fall zuerst mit den Elektronen, da diese beliebig angeregt werden können... einfache Reflektion ist das nicht, das passiert ja z.B. auch an Glas!

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@mgausmann

Glas glänzt ja auch, wenn es sauber ist!
Nein das mit den Kristallen und nur im polierten Zustand habe ich aus dem Brockhaus. Das andere sind meine logischen Erklärungen dazu.
Wiederum, bei einer frisch geschnittenen Fläche (Glanz) ist es ja wie frisch "poliert"!

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@mgausmann

Und du denkst, dass die "einfache" Reflexion an Glas einfacher ist? Ist dasselbe in Grün.

Das Wellenmodell zugrunde legend würde ich sagen,

...

...

...

...

dass es für heute auch reicht.

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@Zoelomat

wenn der Glanz bei Glas genauso zu erklären ist, muss man die Erklärung des HoWi aber getrost über den Haufen werfen, denn die Bandlücke im SiO2, würd einem da dann ja nen Strich durch die Rechnung machen...

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@mgausmann

Wahrscheinlich gibt es da andere Quasiteilchen. Freie Elektronen scheiden ja aus, somit die Plasmonen (Quanten des Plasmas?).

Aber irgendwelche Elektronenbewegungen müssen beteiligt sein, wenn man die Klassische Sicht zugrundelegt. Vielleicht werden einfach die Bindungselektronen ein bisschen verschoben, die Bindungen polarisaiert. Demnach müsste es Polaronen als Quasiteilchen geben. Ist aber nur spekuliert. Und Polaronen gibt es glaub ich wirklich, sind aber ganz was anderes.

Aber wenn man bedenkt, das Glas nur ca. 4 % reflektiert, sollte es nicht wundern, dass da fest gebundene Elektronen beteiligt sind.

Dann erst mal Glückwunsch zur erfolgreichen Prüfung, und schalt mal ab!

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Mag ja sein, dass manche Menschen sich nicht gern im Spiegel sehen.

Nur wenige Menschen aber treiben es so weit, schon deren Existenz aus theoretischen Erwägungen abzulehnen.

Im Ernst, und nach Verfliegen der ersten Entrüstung:

Wir unterhalten uns hier deutlich über dem Niveau eines Brockhaus. Und haben das Problem inzwischen sehr gut eingekreist. Und es deutet sich auch an, dass die verschiedenen Herangehesweisen zum selben Kern vordringen.

Und ich finde es auch anregend, dass wir alle irgendwie im Nebel stochern. Ich besonders bei "Plasmonen" und "komplexer Dielektrizitäts­konstante".

Du kannst gerne mitlesen und auch Nachfragen stellen, ist meine Einstellung. Aber sei ehrlich, mitreden kannst du hier nicht.

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@Zoelomat

Ohja, ich find das Thema auch echt interessant... besonders wie alle wissenschaftliche Gruppen das Phänomen vollkommen anders erklären (die Chemiker, Optiker, Elektriker, Physiker...)

Vermutlich hängt das aber alles zusammen und es erklärt dieselbe Sache nur aus verschiedenen Betrachtungsweisen ;)

Aber naja Brockhaus ist quasi wie Wikipedia für Arme: da steht halt quasi der Einleitungssatz von Wikipedia als erklärung (jedenfalls in dem Umfang)

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Ich erinnere mich mal, in einer Vorlesung gehört zu haben, daß das mit der Dielektrizitäts­konstanten zusammen­hängt. Die ist für Metalle komplex (der Imaginär­teil beschreibt Absorption, IIRC). Wenn das stimmt, dann braucht man keine QM zur Erklärung, sondern klassische Elektro­dynamik reicht.

Dummerweise verstehe ich davon nichts. Vielleicht hilft Dir dieser Artikel weiter, er ist aber Teil einer längeren Serie, die Du besser von Anfang an liest, wenn Du bei den Wellen schwimmst (ha, Wortwitz!). http://scienceblogs.de/hier-wohnen-drachen/2010/09/03/die-maxwellgleichungen-fast-ohne-formeln-6-spieglein-spieglein/

Es hat wohl irgendetwas damit zu tun, daß Metalle leiten (also das E-Feld kurz­schließen); deshalb können Lichtwellen nicht eindringen.

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