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

Physikcoach

15 Feb 202205:19

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

00:00

🔬 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.

05:01

👨‍🏫 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

Das Lambert-Beerches Gesetz ist ein grundlegendes Gesetz in der Photometrie und beschreibt die Beziehung zwischen der Intensität des durch eine Lösung hindurchstrahlten Lichtes und der Konzentration der absorbierenden Substanzen in der Lösung. Im Video wird dieses Gesetz verwendet, um die Konzentration von blauen Molekülen in einer Probe zu bestimmen. Es zeigt, wie die Intensität des Lichtes abnimmt, je mehr die Photonen mit den Molekülen wechselwirken.

💡Absorption

Absorption bezieht sich auf den Prozess, bei dem Materie Licht absorbiert und in eine andere Energieform umwandelt. Im Kontext des Videos ist Absorption der Mechanismus, durch den Photonen von einem monochromatischen Lichtquellen mit den Molekülen in der Probe wechselwirken und die Intensität des durch die Probe hindurchstrahlten Lichtes verringern.

💡Monochromatisches Licht

Monochromatisches Licht ist Licht, das nur Wellenlängen einer bestimmten Farbe hat. Im Video wird monochromatisches Licht verwendet, um die spezifische Absorption der blauen Moleküle in der Probe zu messen, ohne die Interferenz anderer Farben.

💡Intensität

Intensität bezieht sich auf die Stärke oder Energie eines Lichtes. Im Video wird die Intensität verwendet, um die Menge an Licht zu beschreiben, das durch die Probe hindurchstrahlt wird, und wie sie durch die Absorption der blauen Moleküle abnimmt.

💡Exponentielle Abnahme

Exponentielle Abnahme beschreibt einen Prozess, bei dem eine Variable um einen Faktor abnimmt, der exponentiell mit der Zeit oder einer anderen Variablen zunimmt. Im Video wird diese Abnahme verwendet, um die Absorption des Lichtes durch die Probe zu beschreiben, wobei die Intensität exponentiell abnimmt, je mehr die Photonen mit den Molekülen wechselwirken.

💡Absorptionskoeffizient

Der Absorptionskoeffizient ist ein Maß für die Fähigkeit eines Materials, Licht zu absorbieren. Im Video wird dieser Koeffizient verwendet, um die Absorptionskapazität der blauen Moleküle in der Probe zu quantifizieren und die exponentielle Abnahme der Lichtintensität zu beschreiben.

💡Transmission

Transmission bezieht sich auf den Anteil des Lichtes, der durch eine Substanz hindurchstrahlt wird. Im Video wird Transmission verwendet, um den Prozentsatz des Lichtes zu beschreiben, der die Probe durchlässt, und wie dieser Anteil durch die Konzentration der blauen Moleküle beeinflusst wird.

💡Extinction

Extinction ist der Prozess, bei dem Licht absorbiert wird und nicht durch eine Substanz hindurchstrahlt wird. Im Video wird Extinction verwendet, um die Menge des Lichtes zu beschreiben, das in der Probe absorbiert wird, was direkt mit der Konzentration der blauen Moleküle und der Dicke der Probe korreliert.

💡Konzentration

Konzentration bezieht sich auf die Menge einer Substanz in einer bestimmten Menge eines anderen Materials, wie z.B. die Anzahl der Moleküle in einer Lösung. Im Video wird die Konzentration der blauen Moleküle verwendet, um die Intensität der durch die Probe hindurchstrahlten Photonen zu bestimmen.

💡Dicke

Dicke bezieht sich auf die Länge oder die Breite einer Probe, die Licht durchquert. Im Video wird die Dicke der Probe verwendet, um die Intensität der durch die Probe hindurchstrahlten Photonen zu beeinflussen, da je größer die Dicke, desto mehr Wechselwirkungen zwischen den Photonen und den Molekülen stattfinden und desto stärker die Lichtabsorption ist.

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.