Warum ist Cola unter Infrarotlicht Durchsichtig?
Ich habe das durch Zufall herausgefunden. Woran liegt das? (810 Nanometer)
5 Antworten
Coca-Cola ist braun durch einen Farbstoff namens Zuckercouleur, das ist einfach extrem dunkles Karamel. Die braune Farbe kommt dadurch zustande, daß die Karamel-Moleküle violettes, blaues und teilweise grünes Licht absorbieren, und der Rest bis Rot wird nicht mehr mehr viel absorbiert. Durch die Mischung der verbleibenden Farben entsteht ein unsauberer Rotbraun-Ton.
Da Du Dein Photo im Licht mit noch größerer Wellenlänge aufgenommen hast, erscheint die Flüssigkeit transparent, sie kann ja nicht absorbieren. Vermutlich würdest Du ein ähnliches Bild bekommen, wenn Du zur Beleuchtung sichtbares, langwelliges rotes Licht verwendet hättest.
Nicht wirklich überraschend, wenn man sich die Farbe des Colas anschaut. Braun, das ist abgeschwächtes Rot. Mit anderen Worten, von den sichtbaren Farben werden die kurzwelligen verschluckt und das langwellige Rot nicht. Naheliegend, dass das noch ein wenig längerwellige Infrarot auch nicht verschluckt wird.
Gefärbt wird mit
https://de.wikipedia.org/wiki/Zuckercouleur
Nur wenige Stoffe absorbieren im roten und im sehr nahen Infrarot - die Energie dieser Lichtquanten ist zu gering für die Anregung von Elektronen (außer in speziellen Konstellationen, die sich beim Zucker-Verschmoren offensichtlich nicht bilden) und zu hoch für die Anregung von Molekülschwingungen.
Hallo TheExpert13,
grundsätzlich funktioniert Absorption von Licht einer bestimmten Frequenz f so, dass es zwei Zustände eines Elektrons in einem Atom oder Molekül gibt, deren energetischer Abstand h·f ist. Dabei ist h das PLANCK'sche Wirkungsquantum, eine universelle Konstante.
Licht besteht nämlich aus einzelnen Energieportionen der Energie h·f, die Photonen genannt und nur als Ganze absorbiert oder emittiert werden können.
Je größer und komplexer ein Molekül ist, desto mehr Möglichkeiten für die Absorption von Licht auch verhältnismäßig kleiner Energie gibt es. Absorbieren viele Atome und kleine Moleküle nur im UV, rückt das Absorptionsspektrum größerer Moleküle ins Violette (und erzeugen damit einen gelblichen Farbeindruck, denn Gelb ist komplementär zu Violett), und so weiter.
Der von mrmeeseeks8 erwähnte Farbstoff in der Cola besteht aus großen Molekülen hat ein entsprechend großes Absorptionsspektrum im sichtbaren Bereich, an dessen Ende die Absorptionskraft jedoch schon nachlässt - deshalb ist Cola ja auch nicht pechschwarz, sondern rötlichbraun. Bei 800nm Wellenlänge ist die Energie der Photonen offenbar schon zu gering für die vorhandenen Energielücken, das Licht wird in diesem Bereich nicht mehr absorbiert.
Die schwarze Farbe erhält Coke durch den Farbstoff Ammonsulfit-Zuckerkulör (E 150 d), sprich Karamel.
Warum absorbieren Stoffe überhaupt Licht? Weil man Licht bei bestimmten Wellenlängen und Frequenzen eine Energie zuweisen kann.
Dieses Lichtenergien, sog. Photonen, können nun in Molekülen Schwingungen und Rotationen anregen, welche ein bestimmtes Frequenzspektrum haben.
Die Karamel-Moleküle scheinen dann halt auf sichtbares Licht mit Rotationen und Schwingungen zu rotieren. Im IR-Bereich wird nichts angeregt, also auch nichts absorbiert oder reflektiert.
Hier ist das Absorptionsspektrum von Cola (Zuckerkulör). Da kann man sehen, dass die Absorption kleiner 400 nm am stärksten und im Bereich größer 800 nm nur sehr schwach ist. Folglich ist Cola im nahen IR sehr transparent.
https://www.dsi.uni-stuttgart.de/bildungsprogramm/lehrmaterial/ir-strahlung/Handbuch-IR-Koffer.pdf
