Frage zur Spektralanalyse / Werkstoffprüfung

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Autor
Frage zur Spektralanalyse / Werkstoffprüfung

    







BID = 715863

corvintaurus

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Beiträge: 1267
Wohnort: Berlin Tegel
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Hallo, heute mal ein fruchtiges Thema.
Heute habe ich mal die Spektralanalyse in das Hirn bekommen.
Da kam mir eine Frage auf, die mir mein Dipl.Ing. Dozent nicht erklären konnte.
Er weiß sehr viel, aber da musste er passen

Bei der Spektralanalyse besteht die Praxis darin durch Hitzeeinwirkung (Lichtbogen) die Elektronen zum Schwingen zu bewegen. Faktisch wird nach dem Bohr´schen Atommodell die Elektronen auf der äußersten Schicht, eine Schicht weiter geschoben und springen wieder zurück.
Die Frequenz aus dem Pendeln ist eben die Frequenz / die Wellenlänge.
Theorie ist ok.

Nur hat z.B. Mangan zwei Wällenlängen (293,31 und 263,82nm) oder Cobalt ( 228,62nm und 258,03nm).

Meine Frage ist, wie funktioniert der Mechanismus, der dies macht, das ein "reines" Atom auf zwei Frequenzen schwingen kann???

Kann mir da jemand weiterhelfen?? Ich würde mich echt freuen!

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BID = 715914

sam2

Urgestein



Beiträge: 35330
Wohnort: Franken (bairisch besetzte Zone)

 

  

Walle, oh Wälle...

Na, indem es dort Elektronen mit unterschiedlichem Schalenabstand gibt (die Frequenz ist ja abhängig von der Quantenenergie).

BID = 715925

2N3055

Schreibmaschine



Beiträge: 1383
Wohnort: Sulzbach (Ts.)

Nicht nur zwei ...., aber es eignen sich nur wenige Linien zur Auswertung, weil die meisten durch zu nahe liegende, stärkere Linien überlagert werden.

Außerdem Anregung meist durch Argon-Plasma (ICP-OES), selten auch durch Laser (LIBS). Außer der Emissions-Spektoskopie ist auch noch die Atom-Absorptions-Spektoskopie bekannt, hier wird die in einer Acetylenflamme verdampfte Probe vom spektralreinen Licht einer Hohlkathoden-Lampe durchstrahlt und dabei abgeschwächt (AAS).

_________________
Wo kommt nur dieses "eingeschalten" her, aus Neufünfland?
Entweder "einschalten" oder "eingeschaltet"!

BID = 715947

corvintaurus

Schreibmaschine



Beiträge: 1267
Wohnort: Berlin Tegel
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Zitat :
2N3055 hat am 22 Sep 2010 21:57 geschrieben :

Nicht nur zwei ...., aber es eignen sich nur wenige Linien zur Auswertung, weil die meisten durch zu nahe liegende, stärkere Linien überlagert werden.



Linienstörungen... hatten wir auch im Thema. Genauso auch die Interelementarstörung, verursacht duch die Reaktion mit dem Matrixelement. usw.
Trotzdem, ehrlich vielen Dank für deine Antwort, nur leider bin ich nun immer noch nicht schlauer, woher die nun schon mehr als drei verschiedenen Frequenzen herrühren!

Ich musste meine Frage an meinen Dozenten ja schon AUSDRÜCKLICH ausführen im direkten Zusammenhang mit dem Bohr´schen Atommodell.
Weil, anders konnte er das mit den "Frequenzen" und eben den entstehenden Wellenlängen auch nicht erklären.

Er hat zwar sein Dipl.Ing. aber da musste er eben auch passen. Schade fand ich das...denn da wurd es erst richtig interessant.

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BID = 715955

TF_tronikfan

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Beiträge: 372
Wohnort: Stuttgart

Das geht mit dem Bohrschen Atommodell und dessen Kreisbahnen nach meiner Meinung auch nicht. Es gibt hier verschiedene Annäherungen aber die Frequenzen lassen sich nur - wie schon sam2 angesprochen hat über die wirklichen höheren Energiezustände der Elektronenbahnen berechnen. Schon für Helium lässt sich das mit dem Bohrmodell nicht mehr vorhersagen. Hier ist dann Quantenmechanik gefragt.
-- Hier ist dann Schödinger und Pauli die Grundlage (und nicht nur dessen Katze ) ---Und wenns dann mal um Spinimpulse geht ist es für mich besser das einfach zu glauben.

Gruß
TK

BID = 715959

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
Meine Frage ist, wie funktioniert der Mechanismus, der dies macht, das ein "reines" Atom auf zwei Frequenzen schwingen kann???
Du ermittlest die Spektren ja nicht an einem einzelnen Atom sondern es sind derer viele beteiligt.
..und es gibt noch viel mehr Linien:
http://physics.nist.gov/PhysRefData.....2.htm

Bei der Anregung muß das Elektron ja nicht nur auf das nächst höhere Energieniveu gehoben werden, und kann von dort zurückfallen, sondern es stehen auch noch höhere (der Elemente aus der nächsten Periode) Schalen zur verfügung.
Außerdem muß das Elektron von dort auch nicht in den Grundzustand zurückfallen, sondern es gibt auch Übergänge zwischen diesen normalerweise unbesetzten Niveaus.

Im tatsächlichen Spektrum kommen dann meist auch noch die Linien der einfach oder mehrfach geladenen Ionen vor, deren Außenelektronen natürlich auch angeregt werden können.
Die 293,31nm Linie gehört z.B. gar nicht zum Mn-Atom, sondern zum Mn+: http://physics.nist.gov/PhysRefData.....4.htm


BID = 715987

corvintaurus

Schreibmaschine



Beiträge: 1267
Wohnort: Berlin Tegel
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Morgen *gähn*,
das ist ja der Oberhammer. Das Mn so viele Linien hat... hehe...da freut sich jemand
Perl, du schriebst
Zitat :
Die 293,31nm Linie gehört z.B. gar nicht zum Mn-Atom, sondern zum Mn+: http://physics.nist.gov/PhysRefData.....4.htm

Steht das mit der Reaktion mit dem Matrixelement in einem Verhältnis oder mit einem Atom gleicher Art?
Nach dem Bohrschen hat jedes Mn Atom ja auf der letzten Schalde ein Elektron.
Also mit seinesgleichen wird es eher weniger anfangen können.

Ich danke euch sehr für eure Antworten! Bis jetzt hat es mir schon was geholfen.

Mit bestem gruß,
Alex

So, und jetzt erstmal Stulle für Arbeit schmieren.

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BID = 716010

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
Steht das mit der Reaktion mit dem Matrixelement in einem Verhältnis oder mit einem Atom gleicher Art?
Nein, diese Atom- und Ionenlinien "macht" das Mangan von selbst. Es ist lediglich eine Frage der Anregungsbedingungen, ob und in welchem Maße Ionisation auftritt.
Durch Matrixeffekte können einzelne Linien lediglich gequencht oder verstärkt werden. U.U. treten dann auch Molekülspektren auf, obwohl die eher im IR liegen.

Lediglich der Wasserstoff, der ja nur ein Elektron hat, hat keine Ionenlinien, weil beim H+ ja kein Elektron mehr vorhanden ist, das angeregt werden könnte.
Wenn dort das abgetrennte Elektron nach Hause kommt, hat es zunächst einen undefinierten Energieüberschuß, der sich als Kontinuumsstrahlung äußert.
Danach plumpst es dann durch die verschiedenen Schalen, wobei es jedesmal die zugehörige Energiedifferenz als genau definierte Linie abstrahlt.
Deshalb hat auch dieses einfachste Atom ein relativ komplexes Spektrum: http://physics.nist.gov/PhysRefData.....3.htm


Zitat :
Nach dem Bohrschen hat jedes Mn Atom ja auf der letzten Schalde ein Elektron.
Also mit seinesgleichen wird es eher weniger anfangen können.
???
http://de.wikipedia.org/wiki/Bohrsches_Atommodell
Im Übrigen reden wir hier von Ionisation durch Anregung und darauf folgende Abtrennung von Elektronen, nicht von Ionisation durch Elektroneneinfang, wie sie etwa beim Fluor stattfinden kann.


BID = 716103

corvintaurus

Schreibmaschine



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Hallo alle beisammen.
Ich danke euch für eure Ausführungen. Mein Dozi hat sich auch schlau(er) gemacht und kam simultan zum inhaltlich gleichen Ergebnis.
Das ist schon alles mächtig interessant, aber wenn der Datenstrom abreist, weil schon die Metallographie ins Haus steht, ist das schade.

Mit Gruß ,
Alex

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BID = 716150

Kerko

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Beiträge: 234
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Hallo,

hab nur kurz Zeit und mein Studium liegt etwas zurück. Aber es ist doch schon viel komplexer das Thema. Schau mal im Internet unter den Stichwörtern: Physikalische Chemie, Spektroskopie, Quantenmechanik, Schwingungsfreiheitgrade usw.
Da gibts ein Modell, aus dem Du jede mögliche Schwingung von jedem Einzelmolekül haargenau ausreichnen kannst und es stimmt immer 100%ig mit der Berechnung überein, Quantenmechanik-da gabs noch nie eine Ausnahme, bei der die Berechnung nicht dem praktischen Ergebnis entspricht...Der Name des Modells fällt mir gerade leider nicht mehr ein. Wenns mir wieder einfallen sollte oder ich meine alten Spektroskopie-Unterlagen wiederfinde, schreibe ich nochmal.



LG
Nils

BID = 716167

perl

Ehrenmitglied



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Wohnort: Rheinbach


Zitat :
Da gibts ein Modell, aus dem Du jede mögliche Schwingung von jedem Einzelmolekül haargenau ausreichnen kannst
Hier ging es aber um Atomspektren.

BID = 716189

Kerko

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Beiträge: 234
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@perl / @corvintaurus

ich hab nur die Frage gelesen und die Antworten nur überflogen. Ich habe das Modell wiedergefunden. Siehe Link:

http://www.pci.tu-bs.de/aggericke/P.....g.htm


Das ist zwar nur eine sehr unvollständige Beschreibung für "fortgeschrittene Anfänger" (Aufbau der Materie-Vorlesungsskript), aber wenn corvintaurus möchte, kann er die Fortgeschrittenen-Vorlesung (gleicher Fachbereich und gleicher Prof) Molekülspektroskopie noch ansehen. Die Vorlesung ist aber für Profis. Mehr als die Hälfte der Studenten haben den Hörsaal nach der ersten Vorlesungsstunde nicht mehr betreten.

http://www.pci.tu-bs.de/aggericke/PC4e/

LG
Nils

BID = 716192

Kerko

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Beiträge: 234
Wohnort: Braunschweig

Hier noch einfacher erklärt

http://www.pci.tu-bs.de/aggericke/PC3/Kap_V/H_B.htm

Und hier die Übersicht über die Vorlesung.

http://www.pci.tu-bs.de/aggericke/PC3/#VI

Aber einfacher und in einer kurzen Antwort kann man es einfach nicht erklären. Der letzte link beginnt praktisch von 0 und die Vorlesung ist super leicht verständlich, wenn man sich bewusst macht, dass ein Elektron kein herumspringender Flummi ist.

LG
Nils


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