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Aluminium kann "Flammen" bzw. Plasma blau färben

Weiter unten ist ist eine kurze Zusammenfassung, falls jemand nicht so viel lesen möchte.

Viele hier wissen sicher, dass einige chemische Elemente Flammen färben können. Natrium sorgt zum Beispiel für gelbe Flammen, Kupfer für grüne. Aber dass Aluminium eine typische Farbe erzeugt, davon hört man normalerweise nicht.

Wie Flammenfärbung funktioniert

Durch die Wärme einer Flamme können die Außenelektronen der Atome in einen angeregten Zustand versetzt werden. Nach kurzer Zeit fallen sie wieder in den Ausgangszustand zurück und geben dabei Energie in Form von Licht ab. Die Wellenlänge (=Farbe) des Lichts hängt davon ab, zu welchem Element die Elektronen gehören.

Um eine Flamme zu färben, muss man dafür sorgen, das genug von dem farbgebenden Element stark genug erhitzt wird. Normalerweise benutzt man dazu ein Salz, (z.B. Kupfersulfat), da Salze meist flüchtiger sind als die Elemente an sich. Es ist deshalb einfacher, mit Kupfersulfat ausreichend Kupferionen in eine Flamme zu befördern als z.B. mit einem Stück Kupferdraht.

Und Aluminium?

Alumnium erscheint in dieser Hinsicht zuerst mal ziemlich langweilig. Hält man das Metall in eine Flamme, passiert nichts spannendes. Auch Aluminiumchlorid erzeugt keine spezielle Flammenfärbung, zumindest habe ich damit nichts zusammengebracht. Nicht mal im internet finde ich was dazu.

Hier kommt jetzt aber der Begriff "Plasma" ins Spiel :D

Plasma ist Im Grunde Gas, bei dem zumindest ein Teil der Atome in ionisierter Form vorliegt, also in Elektronen und Ionen aufgespalten wurde. Eigentlich passiert das auch bei gewöhnlichen Flammen einer Verbrennung schon zu einem kleinen Teil und deshalb (habe ich gerade erst herausgefunden) können auch diese schon als Plasma bezeichnet werden.

Elektrisch erzeugtes Plasma

Man kann Plasma aber auch auf andere Arten erzeugen, zum Beispiel elektrisch. Weil Plasma freie bewegliche Ladungsträger (Elektronen und Ionen) besitzt, kann es elektrischen Strom leiten. Deshalb kann man auch einen Stromfluss durch dieses Plasma nutzen, um elektrisch in ihm Wärme zu erzeugen und es dadurch dauerhaft im Plasmazustand zu halten. Das funktioniert in etwa wie die Wärmeerzeugung in einem Toaster.

Anders als ein Toaster kann Plasma aber nicht durch zu hohe Eingangsleistung kaputt gehen, es ist ja nur "heiße Luft". Deshalb kann man Plasma elektrisch mit extrem hoher Leistung versorgen und es dadurch mit Leichtigkeit auf eine Temperatur von mehreren 1000°C bringen. Elektrisch erzeugtes Plasma, das sich zwischen (mindestens) zwei Elektroden spannt, die es mit Energie versorgen, bezeichnet man übrigens als Lichtbogen.

Durch diese hohe Temperatur kann der Anteil an ionisierten Teilchen deutlich höher sein und es ist auch generell einfacher, Ionen eines beliebigen Elements zu erzeugen. Sogar elementarem Kupfer kann man dabei ein schönes Grün entlocken.

Was ich euch aber zeigen wollte, ist ein Lichtbogen mit Aluminiumelektroden. Das heiße Plasma hat direkten Kontakt mit den Elektroden und erhitzt diese dadurch sehr stark. Durch die enorme Hitze entstehen genug Aluminiumionen, dass tatsächlich die "geheime" Flammenfarbe dieses Metalls sichtbar wird: Blau!

Die Energie wurde hier durch unsere Photovoltaikanlage bereitgestellt. Diese gibt um die 500V aus und kann im Kurzschluss bis zu 20A (oder so, weiß nicht mehr genau) bereitstellen. Das Licht ist übrigens extrem hell. Der Raum sieht im Foto dunkel aus, ist aber eigentlich recht stark beleuchtet. Die Kamera dreht nur die Belichtung sehr weit runter, damit das Bild nicht komplett weiß ist.

Kurzfassung

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Manche Elemente können im ionisierten Zustand (=Atome in Elektronen und Ionen zerlegt) ein Licht mit einer bestimmten Farben erzeugen, z.B. erzeugt Natrium gelbes Licht. Erreichen kann man die Ionisation mit hoher Temperatur, z.B. in einer Flamme.

Aluminium zeigt in einer gewöhnlichen Flamme keine charakteristische Färbung. Mit dem Plasma eines elektrisch erzeugten Lichtbogen kann man aber eine deutlich stärkere Ionisation erzielen, wodurch Aluminium ein sehr intensives blaues Licht erzeugt.

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Noch ein Beispiel. Die Spannungsquelle war hier eine am Netz betriebene Zusammenschaltung von mehreren Hochspannungstrafos aus Mikrowellen ("MOT-Stack"). Die Spannung war da höher als bei der PV-Anlage, dadurch konnten die Lichtbögen deutlich länger sein.

Im ausgeschaltenen Zustand habe ich die Ausgänge des MOT-Stacks mit einem dünnen Aluminiumdraht kurzgeschlossen. Beim Einschalten ist der Draht(durch den Stromfluss und dadurch entstehende Hitze) geschmolzen und hat einen Lichtbogen über die ganze Drahtlänge hinweg gezündet.

Macht euch keine Sorgen wegen dem ganzen Kram im Hintergrund xD

Super, das wurde mal wieder deutlich länger als geplant. Wenn ich mal schreibe, dann hör ich einfach nicht mehr auf...

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Entwickelt sich die Wissenschaft in eine falsche Richtung?

Hi, gleich vorweg ich bin selbst kein Wissenschaftler arbeite aber dennoch in einem wissenschaftlichen Bereich, lese oft wissenschaftliche Veröffentlichungen für meine Arbeit und habe selbst Einblicke in das wissenschaftliche System.

Bin also weder komplett vom Fach noch bin ich gänzlich außerhalb davon angesiedelt, weshalb ich mir einbilde hier eine relativ realistische Einstellung zu vertreten.

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Generell bin ich nicht per se gegen die Wissenschaft, ich halte das System jedoch inzwischen für ENORM reformationsbedürftig.

Unterscheiden würde ich generell die Geistes-/ u. Naturwissenschaften voneinander, in welchen meiner Meinung nach die Naturwissenschaften noch den erheblich höheren Anspruch haben, welcher in den Geisteswissenschaften schon seit Jahrzehnten so stark abgestürzt ist, dass ich dort vieles nicht einmal mehr als legitim wissenschaftlich ansehe.

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Aber auch in den Naturwissenschaft gibt es enorme Probleme, welche sich darin äußern das eine UNHEIMLICHE Menge an unnützen wissenschaftlich Müll veröffentlich wird, welcher KEINEN Erkenntnis-Gewinn zum Ziel hat, sondern lediglich eine Quote erfüllt um weiterhin öffentliche Fördermittel zu erhalten.

Das hat unter anderem den Hintergrund, dass es immer schwieriger wird an disruptive wissenschaftliche Erkenntnisse zu gelangen, da die Fachgebiete schon relativ stark abgegrast sind und immer mehr Menschen in diesen Fachgebieten arbeiten, welche nicht die Voraussetzungen/Fähigkeiten mitbringen, um überhaupt auf einem Niveau zu arbeiten wo ein effektive Voranschreiten möglich ist.

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Heißt die aller meiste wissenschaftliche Arbeit ist heutzutage nicht mehr dem Gewinnen von wissenschaftlichen Erkenntnissen zuzuordnen, sondern lediglich um Quoten zu erfüllen und sich politisch so zu positionieren das die Forschung weiterhin finanziell abgesichert ist.

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Seht ihr diese Entwicklung ähnlich oder habt ihr gänzlich andere Gedanken dazu ?

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Ich fühle mich manchmal nutzlos.

Mein aktuelles Lebensproblem.

Hallo zusammen, heute bin ich hier gekommen, um über meinen Lebenszustand zu reden.

Ich bin ein jüngerer Mann, der aus Südasien kommt. Ich lebe in Deutschland seit ungefähr einem Jahr. Als Student habe ich sehr viel Stress gehabt. Ich war nicht der Beste, wenn es um Noten ging, aber ich bezeichne mich als einen guten Schüler. In den letzten 2 Schuljahren habe ich sehr viel falsch gemacht. Ich wollte irgendwie nicht studieren und zum Beispiel Fahrrad fahren, Computerhacking lernen oder etwas Ähnliches machen. Ich habe mich niemals für das Studium so viel interessiert, weil es nur um Noten ging. Ich liebe Physik, Chemie, Mathe, Literatur und viel mehr, aber ich fand es einfach so dumm, alles nur für Noten zu lernen. Meine Klassenkameraden waren auch nicht die besten. Sie waren sehr selbstorientiert. Ich sehe darin nichts Schlechtes, aber Sie wollten nicht, dass jemand anders besser sein kann als „ich“. Sie waren einfach eifersüchtig und spielten schamlose Spiele, um zu gewinnen. In dieser Zeit habe ich schon zweimal überlegt, dass ich mich umbringen muss. Aber ich habe mich von diesen Gedanken schon befreit. Mein Umgang mit meinen Eltern hat sich drastisch verändert. Mein Vater und ich sprachen in diesen 2 Jahren kaum miteinander. Meine Mutter und ich haben aber vielmals gestritten. Meine Verwandten haben auch nicht geholfen, sondern haben meine Lage dramatisiert und über meine Unfähigkeit laut gespottet. Als ich mit der Schule fertig war, bekam ich eine gute Note und war mit mir zufrieden. Meine Mutter hat mich aber mit meinen Mitschülern verglichen. Sie sagte: „Du hast es nicht schlecht gemacht, aber alle anderen haben noch bessere Noten bekommen.“ Ich habe meine Schule dafür sehr viel gehasst. Ich konnte es einfach nicht mehr! Für dieses Verhalten habe ich auch viel von meiner Mutter gehört. Andererseits war mein Vater nach meinem Schulabschluss ziemlich normal, er hat sich um mich nicht so viel gekümmert.

Dann kam mein Plan: Ich wollte nach Deutschland kommen, um hier zu studieren. Ich hatte erst online angefangen, Deutsch zu lernen. Mein Lehrer war Deutsch und ich habe 3 Std. am Tag gelernt. So habe ich fast ein Jahr verbracht. In dieser Zeit war meine Mutter auch sehr skeptisch und fragte immer, wann ich nach Deutschland fliegen kann. Ich musste nach 10 Monaten Training die B2-Prüfung schreiben, aber in meinem Land gab es keine Möglichkeit. Korruption ist voll beschissen! Ich musste dann mit einem Flugzeug zu einem anderen Ort fliegen, um diese Prüfung zu schreiben. Ich habe die Prüfung im 3. Versuch geschafft. Schon zweimal brauchte ich 1 Punkt mehr im schriftlichen Teil. Hier war auch etwas anders. Weil ich aus einem anderen Ort des Landes kam, wurde ich natürlich dazu gezwungen, die Prüfung zu wiederholen, sodass ich als ein Student in diesem Institut studiere. Und meine Damen und Herren, ich lüge nicht, das ist leider die Wahrheit.

So, jetzt habe ich alles und bin ich nach Deutschland gekommen. Hier habe ich in 3 Monaten ein C1-Zertifikat mit einer guten Note bekommen. Ich war sehr stolz auf mich. Um das Studium an einer Universität anzufangen, brauchen Ausländer wie ich eine Prüfung namens FSP zu schreiben. In meinem Fall hat diese Prüfung 2 Vortests und letztendlich die Prüfung. Ich habe glücklicherweise die erste Prüfung bestanden, aber in der zweiten Vorprüfung habe ich Chemie nicht geschafft. Ich war so sauer, auch auf mich! Das war eigentlich unfair. Ich wurde zu den Fachberatungen (ein Unterstützungsangebot) nicht eingeladen. Grund dafür war eine sehr hohe Zahl an Teilnehmern. Mein Mathelehrer hat auch vielmals versucht, das Kolleg anzurufen, um herauszufinden, warum ich nicht eingeladen war. Er hat geklagt, weil ich nicht zugelassen war. Aber ich denke, dass das typisch deutsch ist von diesen gesetzlichen Büros. Jetzt schreibe ich in einigen Tagen die Prüfung wieder. Das Problem, das ich bis heute gehabt habe, ist, dass ich mich mit anderen Leuten vergleiche. Es gibt sogar jüngere Menschen, die früher mit dem Studium anfangen, und ich bin jemand, der das noch nicht gemacht hat. 20 ist nicht viel, aber es könnte früher sein. Meine reichen Freunde studieren an privaten Universitäten wie UCA, nur weil sie zu reichen Familien gehören. Ich bin auf der anderen Seite von einer normalen Familie und muss andere Wege finden. Ja, ich versuche es, mich zu verbessern, aber manchmal bekomme ich das Gefühl, dass ich nicht gut genug bin und keine Bedeutung habe. Ich unterschätze mich, weil ich nicht scheitern möchte. Manchmal versuche ich es, den Sinn des Lebens zu finden. Vielleicht kann ich mich damit motivieren, andere Menschen zu ignorieren und mich zu verbessern.

Auf Ihre Antworten würde ich mich sehr freuen!

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