Lambert-Beersche Gesetz || Physik für Mediziner || Physik Grundlagen
Summary
TLDRDieses Video erklärt das Lambert-Beer-Gesetz, ein grundlegendes physikalisches Prinzip, das die Abschwächung von Licht durch eine Flüssigkeit oder einen Gas in Abhängigkeit von Konzentration und Dicke beschreibt. Es zeigt, wie durch Messung der absorbierten Intensität die Konzentration von Stoffen bestimmt werden kann, was z.B. in der Photometrie oder Spektroskopie wichtig ist. Das Gesetz wird durch ein einfaches mathematisches Modell veranschaulicht, das die exponentielle Abnahme der Lichtintensität darstellt und die Bedeutung von Transmission und Extinktion hervorhebt.
Takeaways
- 📚 Das Lambert-Beer-Gesetz beschreibt die Abschwächung des Lichts in einer Flüssigkeit oder Feststoff in Abhängigkeit von Konzentration und Dicke der Probe.
- 🔬 Es wird verwendet, um die Konzentration von Farbstoffen oder Molekülen in einer Probe zu bestimmen, indem man die Intensität des durch die Probe gefilterten Lichts misst.
- 💧 Die Grundlage des Gesetzes liegt in der Absorption monochromatischen Lichts durch die Probe, wobei die Intensität exponentiell abnimmt.
- 📉 Die Intensität des Lichts nach der Durchpassage durch die Probe ist gleich der ursprünglichen Intensität multipliziert mit einer Exponentialfunktion des Absorptionskoeffizienten und der Probendicke.
- 🔍 Der Absorptionskoeffizient hängt von der Probe und dem verwendeten Wellenlänge des Lichts ab.
- 📊 Die Formel kann umgeschrieben werden, um den Transmissionsprozentsatz zu erhalten, der den Anteil des Lichts angibt, der durch die Probe hindurchgeht.
- 🌐 Die Extinktion ist der inverse Wert der Transmission und gibt an, wie viel Licht in der Probe absorbiert wird.
- 📈 Mit zunehmender Probendicke oder Konzentration steigt die Extinktion, was eine stärkere Abschwächung des Lichts bedeutet.
- 📊 Die Extinktion ist gleich dem Produkt aus dem Absorptionskoeffizienten, der Konzentration und der Dicke der Probe.
- 👨🏫 Robert, der Physiker, bietet in dem Video detaillierte Erklärungen und Übungen zum Verständnis des Lambert-Beer-Gesetzes an.
Q & A
Was ist das Lambert-Beer-Gesetz?
-Das Lambert-Beer-Gesetz ist ein physikalisches Gesetz, das die Abschwächung des Lichts durch eine Flüssigkeit oder einen Gas in Abhängigkeit von der Konzentration und Dicke der Substanz beschreibt.
Welche Rolle spielen Photonen im Kontext des Lambert-Beer-Gesetzes?
-Photonen interagieren mit der Substanz und verursachen eine Absorption, die zu einer exponentiellen Abnahme der Intensität führt, was das Lambert-Beer-Gesetz beschreibt.
Was bedeutet die Absorption in diesem Zusammenhang?
-Absorption bezieht sich auf den Prozess, bei dem Photonen von der Substanz absorbiert werden, was zu einer Verringerung der Lichtintensität führt.
Wie wird die Intensität nach der Wechselwirkung der Photonen mit der Substanz beschrieben?
-Die Intensität nach der Wechselwirkung wird als exponentielle Abnahme der ursprünglichen Intensität beschrieben, was durch das Lambert-Beer-Gesetz dargestellt wird.
Was ist der Absorptionskoeffizient und welche Bedeutung hat er?
-Der Absorptionskoeffizient ist ein Maß für die Fähigkeit einer Substanz, Licht zu absorbieren. Er ist ein wesentlicher Faktor im Lambert-Beer-Gesetz und hängt von der Wellenlänge und dem Material ab.
Wie wird die Konzentration der blauen Moleküle in der Probe bestimmt?
-Die Konzentration wird durch Messung der Lichtabsorption und Anwendung des Lambert-Beer-Gesetzes bestimmt, wobei die Intensität des einwirkenden Lichts und die Intensität des durch die Probe hindurchgelassenen Lichts gemessen werden.
Was ist die Transmission und wie ist sie mit dem Lambert-Beer-Gesetz verbunden?
-Transmission ist der Prozentsatz des Lichts, das durch die Probe hindurchgeht. Sie ist mit dem Lambert-Beer-Gesetz verbunden, da sie die durch die Probe absorbierte und nicht durchgelassene Intensität beschreibt.
Wie wird die Extinktion im Lambert-Beer-Gesetz definiert?
-Die Extinktion ist der Anteil des Lichts, das in der Probe absorbiert wird und nicht durchgelassen wird. Sie ist ein Maß für die Absorption und hängt von der Konzentration und der Dicke der Probe ab.
Was passiert, wenn die Dicke der Probe im Lambert-Beer-Gesetz erhöht wird?
-Bei einer erhöhten Dicke der Probe wird die Intensität des durchgelassenen Lichts stärker absorbiert, was zu einer höheren Extinktion und einer geringeren Transmission führt.
Wie wirkt sich eine Erhöhung der Konzentration der Farbstoffe in der Probe auf die Extinktion aus?
-Eine höhere Konzentration führt zu einer erhöhten Wahrscheinlichkeit der Photonen-Moleküle-Wechselwirkung, was zu einer stärkeren Absorption und somit einer höheren Extinktion führt.
Was ist der praktische Nutzen des Lambert-Beer-Gesetzes in der Photometrie?
-Das Lambert-Beer-Gesetz ermöglicht es, die Konzentration von Substanzen in Lösungen durch photometrische Messungen zu bestimmen, was in der Analytik und Medizin wichtig ist.
Outlines
🔬 Grundlagen des Lambert-Beer-Gesetzes
Dieses Video erklärt das Lambert-Beer-Gesetz, welches das Verhalten von Licht in einer Lösung beschreibt. Es wird gezeigt, wie man die Konzentration eines Farbstoffs bestimmt, indem man die Absorption monochromatischen Lichts misst. Der Absorptionskoeffizient und die Dicke der Probe sind entscheidend für die Intensität des durch die Probe hindurchgelassenen Lichts. Das Gesetz beschreibt die exponentielle Abnahme der Lichtintensität in Abhängigkeit von Konzentration und Dicke. Es wird auch die Beziehung zwischen Transmission (dem Anteil des Lichts, das durch die Probe durchdringt) und Extinction (dem Anteil des Lichts, das in der Probe absorbiert wird) erläutert. Die Formel für das Lambert-Beer-Gesetz wird vorgestellt und erläutert, wie sie verwendet wird, um die Konzentration eines Farbstoffs zu bestimmen.
👨🏫 Abschluss und Anregung zur Weiterbildung
Robert, der Physiker, schließt das Video mit einem Abschnitt ab, in dem er den Zuschauern Erfolg wünscht und auf sein weiteres Angebot hinweist. Er lädt die Zuschauer ein, Fragen im Kommentarbereich zu stellen, sollte das Video ihre Lernziele nicht vollständig erfüllen. Zusätzlich fordert er die Zuschauer auf, das Video zu liken und den Kanal zu abonnieren, um keine zukünftigen Videos zu verpassen und so ihre Physikkenntnisse weiter zu vertiefen.
Mindmap
Keywords
💡Lambert-Beerches Gesetz
💡Absorption
💡Monochromatisches Licht
💡Intensität
💡Exponentielle Abnahme
💡Absorptionskoeffizient
💡Transmission
💡Extinction
💡Konzentration
💡Dicke
Highlights
Das Lambert-Beer-Gesetz beschreibt, wie Licht durch eine Lösung mit Farbstoffen absorbiert wird.
Die Absorption von Photonen führt zu einer exponentiellen Abnahme der Intensität des Lichts.
Die Intensität des durchgelassenen Lichts ist proportional zur Intensität des einwirkenden Lichts multipliziert mit einem Faktor, der von der Absorptionskonstante und der Dicke der Lösung abhängt.
Die Absorptionskonstante ist eine Materialeigenschaft, die von der Wellenlänge des Lichts abhängt.
Die Konzentration der Farbstoffmoleküle in der Lösung kann durch Messung der Lichtabsorption bestimmt werden.
Die Transmission ist der Anteil des Lichts, das durch die Lösung hindurchgelassen wird.
Die Extinktion ist der Anteil des Lichts, das in der Lösung absorbiert wird.
Das Lambert-Beer-Gesetz kann verwendet werden, um die Konzentration von Farbstoffen in einer Lösung zu berechnen.
Eine höhere Konzentration oder dickere Schicht führt zu einer stärkeren Absorption und damit zu einer geringeren Transmission.
Die Extinktion ist ein Maß für die Menge des Lichts, das von einem Farbstoff absorbiert wird.
Die Absorption von Licht ist eine wesentliche Eigenschaft für die Charakterisierung von Farbstoffen.
Das Video erklärt, wie man die Absorptionskonstante und die Konzentration aus dem Lambert-Beer-Gesetz ableiten kann.
Es wird gezeigt, wie die Intensität des Lichts exponentiell abnimmt, wenn es durch eine Farbstofflösung strahlt.
Die Extinktion ist ein entscheidender Faktor für die Farbwahrnehmung und die Wirkung von Farbstoffen.
Das Video bietet eine praktische Anwendung des Lambert-Beer-Gesetzes durch die Bestimmung der Konzentration eines Farbstoffs.
Die Erklärung des Videos hilft, das Verständnis für die Wechselwirkung von Licht und Materie zu vertiefen.
Es wird ein praktisches Beispiel gegeben, wie man die Konzentration eines Farbstoffs in einer Lösung mithilfe des Lambert-Beer-Gesetzes bestimmen kann.
Das Video bietet zusätzliche Ressourcen für das Verständnis von Transmission und Extinktion.
Transcripts
herzlich willkommen zu einem neuen video
in dem video geht es um das lambert
bursche gesetz das das ist wie man
darauf kommen was man damit machen kann
und was das hier mit diesen blauen
getränk zu tun hat das siehst du jetzt
dass lambert börsegesetz gucken wir uns
erstmal an wo das überhaupt herkommt wir
haben in der foto metro zum beispiel
hier eine kette mit einer probe wir
wollen jetzt bestimmen wie groß der
blauanteil der blauen moleküle ist also
wie hoch die konzentration der blauen
moleküle ist dafür haben wir hier
photonen meist photonen einer
wellenlänge das heißt monochrom a
tisches licht das strahlt hier drauf und
dann passiert hier drin nämlich was und
das ist hier absorption beziehungsweise
wechselwirkungen die photonen
wechselwirkungen wechselwirkung mit der
materie hier drin also hier in bari 0
die anfangs intensität wechselwirkungen
in der materie und dann kommt hier idee
heraus das heißt die intensität danach
und die ist etwas abgeschwächt so und
damit können wir dann in diesem
einfachen physikalischen zusammenhang
können wir die konzentration bestimmen
eine sache müssen wir noch wissen dass
das ganze hier drin wechsel wird und
dann verursacht dass eine exponentielle
abnahme der intensität deswegen geht das
schwächung gesetz das heißt die
intensität nachher ist gleich die
intensität vorher mal hoch - minimal ddh
absorptions koeffizient mal die dicke
nimmt exponentiell ab dh wir haben hier
so eine abnahme das siehst du auch an
der grafik wir haben ihn 0 exponentielle
abnahme und dann geht's aus der kette
wieder raus und diese exponentielle
abnahme beschreibt diese funktion jetzt
wird das noch ein bisschen umgestellt
das ist photomed rhi typisch nur das es
ein mal siehst das menü bei der
röntgenstrahlung ist zb ein bisschen
anders dabei andere wechselwirkungen
mühe hängt ab von der von dem material
das heißt muller extraktions koeffizient
das ist einfach die blaue farbe also das
kannst du den tabellen nachgucken dass
ein fester wert von der wellenlänge
abhängig und dann die konzentration
davon denken auch noch ab und damit wir
das können wir dann hier noch ln zehn
eingefügt dann kommen wir hier nämlich
auf die basis 10 und können das dann
nochmal umschreiben geteilt durch die
null sie haben jetzt einfach nur dass
hier umgeschrieben und dann sehen wir
dass dieses hier wird transmission
genannt transmission ist der
prozentanteil der durchgeht
transportiert wird und dann haben wir
zehn hoch minus
extension das kannst du dir auch merken
der zusammenhang und extension ist das
was quasi geschluckt wird ausgelöscht
wird also hier innen drin bleibt
also das ist die extension ganz ganz
wichtig und damit sehen wir schon das
hier ist dass lambert bursche gesetzt
beschreibt im prinzip diesen termin hier
oben die abschwächung
und da sehen wir die extension ist
gleich das material volare extensions
koeffizient mal die konzentration je
nachdem noch hier ist jetzt der blauen
farbstoff
konzentration mal die dicke also dieser
teil hier und dann können wir das schon
berechnen das heißt noch mal schön
formuliert dass lammert bursche gesetzt
beschreibt die abschwächung der
intensität in abhängigkeit von der
konzentration und der schichtdicke de
genau das kannst du damit dann berechnen
wenn du da noch eine aufgabe zu rechnen
möchtest kannst du dir gern das video
angucken übungsaufgabe lambert brosch
ist gesetz und wir sehen hier auch ganz
schön wenn die dicke zunimmt je dicker
das ist umso mehr wird auch abgeschwächt
dh die extension steigt dann wenn die
konzentration steigt was passiert dann
dann ist ja die wechselwirkung
wahrscheinlichkeit viel viel höher und
damit auch die extension das ist ganz
ganz wichtig
sodann habe ich immer kurz und kleine
tabelle hingezaubert hier sehen wir die
extension transmission heißt also wenn
alles durch kommt also wir gar keinen
blauen farbstoff drin haben den wir
jetzt nachweisen wollen die
konzentration wenn alles transportiert
wird dann ist auch die extension das
heißt hier die was hier drin bleibt
absorbiert wird 0 wenn wir eine
transmission haben von 10 prozent dh 90
prozent hier drin bleibt dann haben wir
eine expedition von 1 so ein gefühl
dafür kriegst bei 2g nur ein prozent
durch das heißt 99 prozent werden
absorbiert also da siehst du den
zusammenhang extension transmission wenn
du genau noch mehr dazu wissen möchtest
kannst dir gerne das video angucken
extension transmission da gehe ich noch
ein bisschen näher ins detail aber hier
soll es das zum lambert börsengesetz
grundverständnis erst mal gewesen sein
falls du noch fragen hast schreibst
gerne in die kommentare
wenn dir das video weitergeholfen hat
beim lernen gibt dem video gern einen
daumen nach oben abonniere den channel
falls das noch nicht gemacht hast dann
verpasste auch kein video und wirst
immer besser in physik dann wünsche ich
dir ganz viel erfolg weiterhin ich bin
robert den physiker
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