Wie funkieren Infrarot Filter durch Absorption?

Wenn IR Strahlung durch die Moleküle in einem solchen Filter absorbiert wurde, dann wird die Energie in Thermische Energie umgewandelt. Gleichzeitig wird im thermischen Gleichgewicht nun Schwarzkörperstrahlung abgegeben, die größtenteils bei Raumtemperatur im IR Bereich liegt.

Wie also kann zB. ein IR Absorptionsfilter in einer Brille das Auge schützen, wenn der Filter die IR Strahlung direkt wieder selber emittiert?

Praktisch kann ich mir bloß vorstellen, dass die Thermische Energie statt durch Wärmestrahlung schneller durch Konvektion und Wärmeleitung in die umgebende Luft abgegeben wird.

Follow up Frage:

Generell hinterfrage ich momentan auch den Unterschied zwischen Absorbern und Reflektoren auf der Wechselwirkungsebene zwischen Licht und Materie:

  • Ein Absorber kann durch seine spezifischen Eigenschaften Photonen bestimmter Energien absorbieren, was zu einem zu Temperaturerhöhung führt (Translation, Rotation, Vibration) und bei Passender Energie zu angeregten Elektronenzuständen. Die thermische Energie wird durch schwarzkörperstrahlung abgegeben, die angeregten Elektronenzustände fallen wieder zurück und emittieren ein Photon mit gleicher Energie?
  • Bei einem Reflektor bin ich mir noch unsicherer, manche behaupten, dass ein Reflektor direkt so absorbiert, dass nichts in thermische Energie umgewandelt wird, sondern direkt ein Elektron angeregt wird und durch das sofortige zurückfallen ein Photon mit gleicher Energie emittiert wird (zum Beispiel durch verbotene energiezustände im Energieband von Kristallstrukturen). Doch das erklärt beispielsweise nicht, warum beim zurückfallen in den Grundzustand ein Photon in die Richtung emittiert wird, die dem Reflektionsgesetz folgt. Andere behaupten, dass bei Betrachtung von reflektionserscheinungen besser die Wellenvorstellung benutzt werden sollte und beim reflektieren nichts absorbiert und wieder emittiert wird, in dem Sinne wäre ein Absorber ja eigentlich dann auch bloß ein Reflektor.
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Deuten Gravitationswellen eher gegen Gravitonen?

Denn, es ist ja soweit ich weiss eine ganz andere "Geometrie" an Welle als es EM Wellen sind. EM Wellen sind Transversalwellen, Gravitationswellen jedoch Longitudinalwellen, zumindest soweit ich das verstehe, aber würde es dann nicht schon sehr sehr unwahrscheinlich sein, dass es Gravitonen gibt oder wenn es so etwas in der art gäbe, dass diese auch nur irgendwie mit dem Standardmodell kompatibel wären, oder habe ich da einen Denkfehler?

Dazu noch etwas: Wir können Gravitationswellen messen, aber auch das nur, weil sich die Raumzeit in Relation zu etwas anderem krümmt, würde sich alles, unsere ganze Existens exakt mitkrümmen, dann auch Abstände u.s.w. wie sollten wir das dann messen können?

Gravitations an sich ist ja auch eher eine Krümmung in sich selbst, also nicht in eine weitere, höhere Dimension und betrifft die Raumzeit an sich, was man bei den anderen Kräften ja soo nicht sagen kann. Wenn diese Kräfte so unterschiedlich sind, dann wäre auch die Gravitation keine der Grundkräfte.

Aber, jetzt kommt ein anderer Punkt: Wenn ein Photon sich immer auf einer Gerade bewegt, durch Gravitation wird aber die Raumzeit an sich verformt, warum verformt sich dann nicht die Gerade, woher weis das Photon, was eine Gerade ist? Muss das nicht zwingent heisen, dass es da noch eine "Ebene Dahinter" gibt? Eben dieser folgt das Photon, die Raumzeit wäre dann nur so etwas wie eine, naja "Projektion?" oder irgendwas anderes halt, was aber mit der "Ebene Dahinter" nur indirekt etwas zu tun hatt.

Wenn das so ist, die Rel-Theorie beschreibt die Raumzeit, die Quantentheorie die Ebene Dahinter, dann KANN das auch niemals etwas werden, beide miteinander zu verbinden, egal wie sehr man das versuchen würde, weil man hier 2 komplett verschiedene Dinge betrachtet. Oder habe ich da einen kompletten Denkfehler?

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Diskussionsfrage Brennstoffzellen?

Hallöchen,

ich muss in Chemie (12. Klasse Abitur --> letztes Schuljahr) einen Vortrag über Brennstoffzellen halten. Ich werde hauptsächlich über die PEM-Brennstoffzelle reden und die anderen Arten kurz vorstellen. Ich gehe auf den Einsatz und die Vor- und Nachteile der Brennstoffzellen ein und auch natürlich die chemischen Reaktionen. Ich erzähle auch etwas über die Geschichte (weil viele ja denken, dass es Brennstoffzellen erst vor 5 Jahren gab aber die gab es tatsächlich schon seit dem 19. Jahrhundert).

Ich habe mein Vortrag schon fertig, aber am Ende des Vortrages müssen wir eine Diskussion durchführen. Dafür brauche ich natürlich eine Diskussionsfrage. Aber mir fallen nur "basic" Fragen ein, wie "Wird die Menschheit in Zukunft nur Brennstoffzellen verwenden?". Und bei solchen Fragen kann man nicht viel sagen und es wird halt keine schöne Diskussion.

Deswegen meine Frage: hättet ihr Ideen für Diskussionsfragen, die mit meinem Thema was zu tun haben, und wo man auch eine schöne Diskussion führen kann, wo jeder was sagen kann und die Klasse aktiv mitarbeitet?

Ich freue mich auf Eure Vorschläge.

Danke im Voraus :))))

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Wie wird Licht zu Wärme?

Hallo zusammen,

diesmal habe ich eine Frage an Physiker und Chemiker;)

und zwar frage ich mich, wie auf genauer atomarer Ebene Licht in Wärme umgewandelt wird.

Zum Kontext: Ich schreibe gerade meine W-Seminararbeit über Giftschlangen, und eine von diesen, der Inlandtaipan, ändert seine Farbe von gelb im Sommer zu fast schwarz im Winter. Schon klar, er will sich damit im Winter warmhalten, schließlich weiß man ja, dass dunkle Gegenstände wärmer werden.

Aber ich frag mich jetzt, wie genau das funktioniert.

Mir ist klar, dass das mit der Absorbtion von Licht zu tun hat. Irgendetwas auf molekularer Ebene verändert sich vermutlich da in der Haut der Schlange. Meine Theorie ist: irgendeine Änderung in Richtung Elektronen delokalisieren.

Delokalisierte Elektronen brauchen ja weniger Energie, um angeregt zu werden. Ändert sich etwas in den Molekülen der Haut der Schlange, sodass die Elektronen dieser Moleküle delokalisierter sind, dann wird reicht nun auch Energie von Licht aus dem längerwelligeren Bereich aus, um die Elektronen anzuregen.

Wird dieses Licht absorbiert, also durch diese Verschiebung (fast) alles Licht aus dem sichtbaren Bereich, erscheint die Schlange viel dunkler bzw fast schwarz.

Wäre toll, wenn mir das soweit schonmal jemand bestätigen könnte:)

Und jetzt die eigentliche Frage: Wie genau führt dann die dunklere Hautfarbe zu einer höheren Temperatur?

Eigentlich lautet meine Frage: Warum gehen die Elektronen der Moleküle in der dunklen Schlangenhaut nicht aus dem instablilen, erregten Zustand in den Grundzustand über, indem sie die Aktivierungsenergie in Form von Photonen, also Licht, wieder abgeben? Schon klar, dann würde die Haut ja nicht schwarz sondern farbig sein, aber warum wird beim Übergang vom angereten Zustand in den Grundzustand die Energie in - logischerweise - Wärmeenergie abgegeben? Und wie funktioniert das überhaupt, diese Umwandlung in Wärmeenergie?

Wär super, wenn mir da jemand weiterhelfen könnte!

Ganz liebe Grüße,

Luisa

Farbe, Licht, Wärme, Atom, Moleküle, Physik, Elektronen

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