Lambert-Beersche Gesetz || Physik für Mediziner || Physik Grundlagen

Summary

Dieses 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.