2.7.1 Spektralversuch I

1.Versuchsaufbau 2.Spektrum der Wolframlampe
Versuchsaufbau Spektrum der Wolframlampe
3.Küvette mit Rhodamin 6G-Lösung im Strahlengang 4.Entsprechendes Spektrum
Küvette mit Rhodamin 6G-Lösung im Strahlengang Entsprechendes Spektrum
5.Küvette mit JA 22-Lösung im Strahlengang 6.Entsprechendes Spektrum
Küvette mit JA 22-Lösung im Strahlengang Entsprechendes Spektrum

1.Bild:Das Licht einer Wolframlampe wird durch ein Spalt-/Linsensystem auf ein optisches Gitter fokussiert. Beim vorliegenden Versuchsaufbau befindet sich eine Küvette mit Farbstofflösung im Strahlengang.
2.Bild:Das weiße Licht der Wolframlampe, das tatsächlich aus verschiedenen Farben besteht, wird am optischen Gitter durch Beugung in seine Farbkomponenten zerlegt (ein ähnlicher, aber nicht identischer Effekt liegt bei der Aufspaltung des Sonnenlichts an Regentropfen vor, was zur bekannten Erscheinung des Regenbogens führt). Die Beugung ist wellenlängenabhängig; kurzwelliges, blaues Licht wird weniger stark abgelenkt als längerwelliges, rotes Licht, was zur Aufspaltung des weißen Lichts führt. Die Abbildung zeigt die einzelnen Farbkomponenten des sichtbaren Bereichs des elektromagnetischen Spektrums (Wellenlängenbereich 400-800 Nanometer).
3.Bild:Eine Küvette mit Rhodamin 6G-Lösung (ein Laserfarbstoff, der in Ethanol gelöst ist) wird in den Strahlengang gestellt. Man erkennt deutlich das gelbe Fluoreszenzlicht, das der Farbstoff in alle Raumrichtungen ausstrahlt.
4.Bild:Im Spektrum fehlt das grüne Licht, dieses wird von der Farbstofflösung absorbiert und als gelbes Licht wieder emittiert.
5.Bild:Eine Küvette mit JA 22-Lösung (ein käuflich nicht erhältlicher Farbstoff, der uns freundlicherweise von Frau Dr. J. Arden-Jacob, Arbeitsgruppe Prof. Drexhage, zur Verfügung gestellt wurde) wird in den Strahlengang gestellt. Dieser Farbstoff emittiert rotes Licht.
6.Bild:Im Spektrum fehlt wiederum ein Bereich, in diesem Fall das gelbe und orange Licht, das von der Farbstofflösung absorbiert wird. In der Aufnahme kann man das noch vorhandene dunkelrote Licht aufgrund seiner geringen Intensität leider nicht erkennen.

Aufgabe 2.7.1.1:
Lösung
Zeichnen Sie die Strukturformel des Farbstoffs Rhodamin 6G.
Aufgabe 2.7.1.2:
Lösung
Ein Gramm Rhodamin 6G (Molmasse 477.2 g/mol) wird in einer Talsperre aufgelöst, die ca. 5×108 m3 Wasser enthält. Berechnen Sie, wie viele Farbstoffmoleküle anschließend in einem Liter des Talsperrenwassers enthalten sind.

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