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Praktikum Physik (Fach) / Fotometrie und Polarimetrie (Lektion)
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- Was ist sichtbares Licht? Eine elektromagnetische Welle.
- Formen elektromagnetischer Wellen: Röntgen-Strahlen Gamma-Strahlen UV Licht IR Licht Radiowellen
- Wie groß ist die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum? c = 3*108 m/s
- Zusammenhang zwischen Ausbreitungsgeschwindigkeit c, Wellenlänge λ und Frequenz f: c = λ * f
- Spektralbereich des sichtbaren Lichtes in nm und Farben ~ 400nm (violett) bis 750nm (rot)
- Welche Wellenlängen-Formen begrenzen das sichtbare Licht? kürzere Wellen = ultraviolettes Licht höhere Wellen = infrarotes Licht
- Wozu dient ein Fotometer? Zur Analyse von Proben, welche die Lichtintensität schwächen
- Aufbau eines Fotometers: Lichtquelle Monochromator Küvette (mit Probe) Photozelle
- Welche Aufgabe besitzt ein Monochromator? zerlegt Licht in einzelne, spektrale Anteile lässt nur Licht einer bestimmten Wellenlänge λ passieren
- Was versteht man unter monochromatischem Licht? = Licht einer bestimmten Wellenlänge λ
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- Welche Arten von Monochromatoren werden verwendet? Prismen Beugungsgitter Interferenzfilter
- Wodurch kann die Lichtintensität beim Küvettendurchtritt geschwächt werden? Absorption Streuung Reflexion
- Wodurch kann die Lichtintensität bei der Analyse einer Probe geschwächt werden und wodurch nicht? Die Lösemittelteilchen beeinflussen die Lichtintensität nicht. Die gelösten Probeteilchen schwächen die Lichtintensität meist durch Absorption. Der einfallende Lichtstrahl I0 > I1 austretender Lichtstrahl
- Welche Maße für die Schwächung des Lichtes bestehen? Transmission T Extinktion E
- Formeln zur Berechnung der Transmission: T = I / I0 * 100% T = 1 - A A ~ Absorption
- Formel zur Berechnung der Extinktion: E = lg I0 / I
- Formeln zur Berechnung der Extinktion: E = log I0/I E = log 1/T E = -log T E = ελ c d Lambert-Beer'sches Gesetz
- Lambert-Beer'sches Gesetz: E = ελ c d
- Was ist polarisiertes Licht? Licht einer Schwingungsebene elektrischer Vektor E und magnetischer Vektor H weisen nur eine Schwingungsebene auf
- Wie wird polarisiertes Licht erzeugt? Durch Polarisationsfilter aus Kristallen, welche nur Licht einer Schwingungsebene passieren lassen.
- Was ist ein Polarisator? Polarisationsfilter zur Erzeugung polarisierten Lichts lässt nur Licht einer Schwingungsrichtung durch
- Was ist ein Analysator? Polatisationsfilter zur Analyse der Schwingungsebene des polarisierten Lichts
- Bei welcher Anordnung von Polarisator und Analysator kommt es zur Auslöschung und wann zum Passieren des polarisierten Lichts? Passieren: gleiche Anordnung von P und A Auslöschen: gekreuzte Anordnung von P und A
- Aufbau eines Polarimeters: Lichtquelle Polarisator Küvette mit Probe Analysator Beobachtungsfeld mit Laurentplatte
- Wozu dient ein Polarimeter? Bestimmung von Konzentrationen optisch aktiver Substanzen über Drehung der Schwingungsebene von polarisiertem Licht
- Was ist eine Laurentplatte? = spezielles Bauteil eines Polarimeters - ermöglicht sehr genaues Ablesen des Drehwinkels
- Formel zur Berechnung des Drehwinkels α: α = αspez * l * c αspez ~ spezifischer Drehwinkel l ~ Küvettenlänge c ~ Konzentration der opt. aktiven Substanz
- Einheit des spezifischen Drehwinkels [α(spez.)] [αspez] = ° cm² g-1 oder [αspez] = ° M-1 cm-1
- Was versteht man unter optischer Aktivität? = Vermögen eines Stoffes, Schwingungsebene polarisierten Lichts zu drehen
- Voraussetzung für optische Aktivität: mind. ein asymmetrisches C-Atom Asymmetrie: C-Atom mit vier untersch. Resten stereometrische Form einer Verbindung muss dominant sein
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- Welche stereoisomere Formen optisch aktiver Substanzen gibt es? rechts drehend - positiver Drehwinkel links drehend - negativer Drehwinkel
- Was versteht man unter einem racemischen Gemisch? Gemisch beider Stereoisomere eines Stoffes in gleicher Konzentration, welches die Schwingungsebene des polarisierten Lichts nicht beeinflusst.
- Polarisiertes Licht hat gegenüber normalem Licht eine bevorzugte Schwingungsrichtung für den elektrischen Vektor
- Die Konzentration einer optisch aktiven Substanz ist proportional zum... Drehwinkel der Schwingungsebene des polarisierten Lichts
- Welche Eigenschaften hat der elektrische Vektor im polarisierten Licht? - besitzt bevorzugte Schwingungsrichtung - senkrecht zum magnetischen Vektor
- Der Drehwinkel der Schwingungsebene von polarisiertem Licht (Eigenschaften ausgehend der Formel) ... α = αspez l c ... ist proportional zur Konzentration der optisch aktiven Substanz ... kann auch negative Werte annehmen ... ist proportional zur Küvettenlänge ... ist null Grad, wenn ein racemisches Gemisch zweier stereoisomerer Formen einer Verbindung verwendet wird