opt. Durchlässigkeit < HochschulPhysik < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) überfällig  | | Datum: | 20:43 Di 09.10.2012 | | Autor: | nhard |
Hallo!
Ich hänge grad an folgendem Problem:
Wir haben die Infrarotdurchlässigkeit von 3 verschiedenen Materialien untersucht:
1) NaCl
2) Silizium
3) Fensterglas
und rausgefunden:
Höchste Durchlässigkeit bei NaCl, gefolgt von Silizium, fast keine Durchlässigkeit von Fensterglas.
Jetzt wurden die Ergebnisse grob so erklärt:
NaCl hat sehr große Bandlücke (habe glaube mal was von ~8eV gelesen). Die Photonen im IR bereich haben keine genügend große Energie um Elektronen anzuregen, IR-Strahlung kann durchgehen.(Kann man bei NaCL überhaupt von Bändern sprechen? So wie ich das verstanden werden die Bandlücken vor allem durch "freie Elektronen" in einem periodischen Potential erklärt, kann man das bei NaCl überhaupt so machen?
Si hat ne direkte Bandlücke bei glaube ich ~3eV und eine indirekte bei 1,1eV. Die direkte und damit wahrscheinlichere Bandlücke ist zu groß, die indirekte koennte zwar grad noch klein genug sein, aber da Übergänge unwahrscheinlich kann auch hier die meiste Strahlung durch gehen.
Fensterglas ist amorph und hat viele Verunreinigungen, es gibt mehr anregbare Energiezustände, IR-Strahlung wird absorbiert.
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Mir kommt das alles irgendwie viel zu "zurechtgebogen" vor.
Spielen die Gitterschwingungen wirklich eine untergeordnete Rolle? Die beachtet man ja garnicht wenn man das ganze auf die Schnelle mit dem Bändermodell erklärt.
Bei Glas ist es mir völlig unklar: Wenn man die fehlende IR-Durchlässigkeit damit begründet, dass es ein amorphes Material ist und somit keine so hohe Ordnung hat, warum ist es aber dann gerade im sichtbaren Bereich plötzlich durchsichtig?
Irgendwie komm ich da auf keinen grünen Zweig. Auch in allen Büchern die ich habe und auch mit Hilfe von Google konnte ich irgendwie noch keine wirklich Erklärung finden..
Kann mir jemand von euch Helfen?
Vielen Dank schonmal ;)
lg
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| Status: |
(Antwort) fertig  | | Datum: | 21:44 Di 09.10.2012 | | Autor: | chrisno |
Hallo nhard,
diese Aufgabe gefällt mir. Komplett beantworten kann ich sie leider nicht. Ein bisschen versuche ich.
Beim NaCl kann das Bändermodell verwendet werden. Es liegt ein periodisches Potential für Elektronen vor. Ob es welche gibt, deren Energie so groß ist, dass sie im Leitungsband sind, ist unerheblich.
Ich zitiere aus dem Gerthsen: "Ionenkristalle haben im allgemeinen zwei sauber getrennte Absorptionsgebiete. Das eine, im UV stammt von den Elektronen der Ionenhüllen .... Das andere Absorptionsgebiet beruht auf den Gitterschwingungen, besonders den optischen, und liegt im UR." Es geht also auch ohne das Bändermodell. Wie groß ist die Bandlücke von NaCl?
Zum Si habe ich nichts zu ergänzen.
Beim Glas wird es spannend. Wieder aus meinem alten Gerthsen (13. Auflage): "Woher es aber seine so geschätzte Transparenz hat, weiß noch niemand so richtig. Alle Ursachen für absorbierende Fehlstellen sind im Glas vereint. ..."
Die vielen Fehlstellen sorgen also dafür, dass es eigentlich für alle ankommenden Photonen eine Möglichkeit der Absorption gibt. Nur bei sichtbarem Licht gibt es eine Ausnahme.
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 21:20 Do 11.10.2012 | | Autor: | matux |
$MATUXTEXT(ueberfaellige_frage)
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