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Infrarotspektroskopie
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kathyjoe
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Anmeldungsdatum: 17.10.2005
Beiträge: 20

BeitragVerfasst am: 22 Jun 2006 - 11:32:16    Titel: Infrarotspektroskopie

Hi Leutz, Cool
nochmal für meine Diplomarbeit...kann mir jemand verständlich erklären, wie Infrarotspektroskopie zum messen von Gaskonzentrationen funktioniert?
Ich studier Maschinenbau, nich Physik.. und das ist mir alles ein wenig fremd...Question
Danke
R@W
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Anmeldungsdatum: 06.03.2005
Beiträge: 540
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BeitragVerfasst am: 22 Jun 2006 - 11:58:17    Titel:

man kann (Formel weis ich natuerlich nicht aus dem kopf, aber dazu gibbet google Wink ) die intensitaeten der einzelnen rotationsspektrallinien anhand der konzentration berechne.
stell dir das so vor, du schickst das infrarote licht ueber ein strecke von sagen wir 1m durch die probe. jetzt wird das licht abgeschwaecht. diese abschwaechung ist doch logischer weise proportional zur teilchenanzahl di genau in dem "lichstrahl sind" also zur konzentration. dann kommt da aber noch das lambertbersche gesetz mit rein und man muss halt noch die intensitaeten der linien berechnen.

man kann nebenbei auch die temperatur der probe berechnen in dem man die intensitaeten von direkt benachbarten rotationsuebergangen anschaut bei ein un dem selben zweig eins schwingungsueberganges. die Intensitaet sollten naemlich proportional zu 2*l*(l+1)*exp(E/kT) sein, woebei E wiederum l*(l+1)*B ist. B ist hirbei die Rotationskonstante, die werte haste bestimt rigendwo stehen. warum ist das so; ganz einfach, 2*l*(l+1) ist die entartung des zustand und die e-fkt gibt die temperaturabhaengige besetzungswahrscheinlichkeit an.
leider deine eigentliche frage nicht wirklich geloest, das wusst ich nicht mehr aus dem kopf, aber dafuer eine eins a temperatur bestimmung Wink
kathyjoe
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Anmeldungsdatum: 17.10.2005
Beiträge: 20

BeitragVerfasst am: 22 Jun 2006 - 14:36:44    Titel:

ja danke, das mit der Temperatur.. bin beeindruckt, aber eigentlich will ich nur kurz in nem Nebensatz mal erwähnen, wie man Konzentrationen damit eigentlich misst. Ich hatte das irgendwie so verstanden: Infrarotlicht setzt die Vorhandenen Moleküle in Schwingung... und jedes Molekül schwingt mit einer charakteristischen Frequenz wenn es angeregt wird. aber wie hilft mir das beim Messen der Konzentretion eines Gases in Luft?
Macht das Sinn?
R@W
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Anmeldungsdatum: 06.03.2005
Beiträge: 540
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BeitragVerfasst am: 22 Jun 2006 - 15:52:54    Titel:

wie du gesagt hast besitzt jedes molekuehl charackteristiche linien. wenn ich nun licht durch die probe strahle so wird ein teil des lichts absorbiert. die absorbtion bei einer bestimmten wellenlaenge (genau bei einer solchen sich eine rotationlinie des spurengases befindet) ist abhaengig von der teilchenkonzentration.

stell dir das mal im teilchenbild des lichtes vor. du schickst quanten durch die probe, viele verschieden mit unterschiedlichen energien. einige quanten haben genau die energie eines rotationsueberganges. nun ist die dezimierung/absorbtion dieser quanten doch abhaengig davon auf wieviel molekuehle der "quantenstrahl" trifft, bei der durchquerung der probe. dementsprechend abhaengig von der mohlekuehlkonzentration. diese abhaengigkeit kann man in eine formel packen. sozusgaen ein dI(c,s)
woebei dI der intensitaetsverlust ist, c die konzentration und s der lichtweg durch die probe. s ist gegeben und dI misst du, nun noch nach c umstellen und fertig, aber die formel weiss ich nicht aus dem kopf, die musst du mal selber googeln oder in buechern suchen.
mit dieser methode lassen sich meist nur spurengase messen, die eine bei weitem geringer konzentration ahben als das wasser in der luft. es sei denn man dezimiert den lichtweg s in der probe, was dann natuerlich zu sehr grossen ungenauigkeiten fuehrt.
ich denke mal auf diese art und weise die wasserdampfkonzentration mithilfe eines H2O uebergang messen zu wollen bringt bereits bei 1cm aum noch was, da die absorption so stark ist, das bereits nach dem einem cm nichts mehr an intensitaet druchkommt. aber wer weiss, was fuer starke laser manche leute in ihren laboren haben Rolling Eyes
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