11 Wie wirkt elektromagnetische Strahlung auf Materie? Das sichtbare Licht ist eine Art der elektromagnetischen Strahlung. Wir wollen nun herauszufinden, was geschieht, wenn Strahlung auf Materie trifft. Licht und Papier (Abb. 11.1, Abb. 11.2) Beleuchtet ein Stück Notizpapier mit einer Taschenlampe. Betrachtet das Papierstück von allen Seiten. Beschreibt eure Beobachtungen. Was passiert, wenn ihr immer mehr Lagen Papier in den Lichtkegel haltet? Versucht, eure Beobachtung mithilfe von Abb. 11.2 zu erklären. Elektromagnetische Strahlung (zB Licht) kann mit der bestrahlten Materie auf verschiedene Arten wechselwirken (Abb 11.2.): • Reflexion: Die Strahlung wird von der Materie zurückgeworfen. • Absorption: Die Strahlung wird von der Materie aufgenommen, wodurch ihre innere Energie und die Temperatur steigt. Der Stoff sendet dann wieder Strahlung aus, die zur neuen Temperatur passt. Diese Strahlung ist energieärmer als die aufgenommene („Re-Emission“). • Transmission: Die Materie wirkt „durchsichtig“ für die Strahlung. Diese kann die Materie durchdringen. Nicht jede Strahlungsart wirkt gleichartig auf dasselbe Material. Glas ist zB gut durchlässig für sichtbares Licht, nicht aber für manche Bereiche der Infrarotstrahlung ( Seite 12). Wie kann elektromagnetische Strahlung Materie beeinflussen? Strahlungsenergie wird nur übertragen, wenn Materie die Art der Strahlung absorbieren kann. Dabei geschieht folgendes (Abb. 11.6): • Atome und Moleküle können durch Strahlung in schnellere Bewegung versetzt werden. Die Temperatur des Körpers erhöht sich (Abb. 11.3). • Die Materie sendet selbst energieärmere Strahlung aus. • Strahlung kann chemische Bindungen in Molekülen aufbrechen oder neu verbinden. Das Material wird chemisch verändert (Abb. 11.4) • Strahlung kann Elektronen in schnellere Bewegung versetzen. Verlassen sie dabei ihren Platz, so wird ihr Atom zu einem Ion (elektrisch geladenes Atom) – „Das Atom wurde ionisiert“. Dieser Effekt geschieht zB in Solarzellen (Abb. 11.5). V2 11.1 Licht und Papier 11.2 Papier kann Teile des Lichts reflektieren, durchlassen und absorbieren. Papier ✓ ✓ A3 Elektromagnetische Strahlung kann von Materie reflektiert, durchgelassen oder absorbiert werden. M Infobox: Moleküle sind Teilchen, die aus mehreren Atomen bestehen. 11.3 Die Infrarotstrahlung im Backrohr bewirkt eine Erwärmung und chemische Veränderung der Speisen. Wird elektromagnetische Strahlung von Materie absorbiert (Abb. 11.6), • so erhöht sich ihre Temperatur (Teilchen bewegen sich schneller), • so sendet sie Strahlung mit geringerer Strahlungsenergie aus, • so können sich Materialien chemisch verändern, • so können Elektronen bewegt werden. M 11.6 Materie wird durch Absorption von elektromagnetischer Strahlung beeinflusst. Teilchenmodell Temperaturerhöhung Strahlung chemische Wirkung Strahlung (*) ... von Materie abgegebene Strahlung Ion (1+) Elektron Atom 4+ 44+ 3ionisierend Strahlung 11.4 Zeitungspapier verändert sich durch die Einwirkung von Strahlung. + + + + + + + Sonnenlicht Pluspol - - - - - - - Minuspol 11.5 In Solarzellen werden durch Strahlung Elektronen aus Atomen geschlagen. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
RkJQdWJsaXNoZXIy MTA2NTcyMQ==