Ein Strahlungsdetektor funktioniert ja so, indem die em Strahlung auf
beispielsweise einen Halbleiter trifft und der Stromfluss gemessen wird,
der aufgrund des Hebens des ELektrons vom VB in das LB, und Anlegen
eines E-Feldes, möglich wird. Nun, das ist ja alles schön und gut wenn
man es daherredet, aber wie ist denn das jetzt genau?
Wenn ich einen Körper hernehme von Emissionsvermögen = 1 (dh schwarzer
Körper), so sendet dieser sein em Spektrum aus. Die Frage ist wie ist es
mir denn so genau möglich zu wissen (wenn ich mir das SPektrum so
anschaue), jetzt (sagen wir bei einer kosntant gehaltenen Temperatur von
5000K) die Strahlungsintensität heruaszumessen ist aus dem Experiment?
Und ich meine die Amplitude des Elektrischen Feldes. Das Problem ist ja,
dass die Energie, die das Photon auf das ELektron des Halbleiters
überträgt hängt ausschließlich von der Frequenz der Welle ab.
Es gilt ja
Das ist mein erstes Verständnisproblem.
Das zweite Verständnisproblem ist: Wie soll das denn überhaupt
funktionieren wenn mehrere Frequenzen gleichzeitig ausstrahlen? Ich kann
mir ja diese Gesamtwelle mit der Fouriertransformation in das Spektrom
zerlegen und somit für jede einzelne Welle (sinus) eine Energie des
Photons der monochromatischen Welle zuordnen. Jetzt treffen aber nicht
nur eine einzige monochromatische Elementarwelle auf den Detektor,
sondern alle gleichzeitig...
Wie ist es mir also möglich aufgrund des Stromflusses allein
festzustellen wie das Spektrum dieses Strahlers aussieht?
Ich habe so ein ähnliches Thema schon einmal gestartet, kann es aber
nicht mehr finden (ich hatte damals keine Zeit mehr mich damit zu
beaschäftigen). Ich habe zur Erinnerung das Pdf, das ich geschrieben
habe von damals raufgeladen.
Hi, Wissensgieriger,
> Die Frage ist wie ist es> mir denn so genau möglich zu wissen (wenn ich mir das SPektrum so> anschaue),
Da hast Du Recht, das geht sehr schwer.
Denn beobachten und messen kannst Du nur
a) Den Wechsel des einzelnen Elektrons in das Leitungsband.
b) Die Zahl der gelösten Elektronen durch den Stromfluss.
Aber keine Information über die Wellenlänge.
Max Plank hat in seiner Photodiode (Elektronenröhre) die Anodenspannung
gesenkt, bis der Elektronenfluss erstarb - und dann ein anderes
Farbfilter vor die Kathode gehalten. Oder die weiße Lichtquelle durch
ein Prisma in Regenbohenmuster gewandelt und die Fotodiode darin herum
geschoben.
Keine Ahnung, wie er das genau gemacht hat, aber so ähnlich könnte es
gehen.
> funktionieren wenn mehrere Frequenzen gleichzeitig ausstrahlen? Ich kann> mir ja diese Gesamtwelle mit der Fouriertransformation in das Spektrom> zerlegen
Was bezeichnest Du denn mit "Gesamtwelle"?
Schon die Bezeichnung "die Strahlung" ist irreführend wie die
Bezeichnung "der Wald".
Denn Du selbst bemerkst ja nur einzelne Elektronen im Leitungsband und
einzelne Bäume.
"Der Wald" ist eine Abstraktion, eine Einbildung, wie "die Strahlung",
Manche Fragen sind nur deshalb so schwer zu lösen, weil der Frager nicht
präzise genug gedacht hat.
Ciao
Wolfgang Horn
Hallo. In einer Antwort kann ich Wolfgang Horn unterstützen.
**Manche Fragen sind nur deshalb so schwer zu lösen, weil der Frager
nicht
präzise genug gedacht hat.**
Daraus folgt für Dich, stelle deine Frage(n) ganz präzise! Das ist u.a.
in der Physik das A & O.
Danach wird dir hier von dem Einen oder Anderen bestimmt geholfen
werden.
Beste Grüße
Hallo,
Du wirst mit einem einzelnen Detektor, z.b. einer Photodiode keine
Spektrale auflösung erreichen. Wenn du ein Spektrum messen möchtest,
eignet sich z.b. ein Spektrometer dass über Beugungsgitter das
eingestrahle Licht geometrisch aufspaltet über die Wellenlängenabhänigen
Beugungswinkel am Gitter. Das aufgefächerte Licht wird dann auf eine CCD
oder Diodenzeile geleitet und dort über eine gewisse Zeit integriert.
Die signale der einzelnen Pixel sind dann ein Maß für die Helligkeit des
zum pixel gehörigen Spektralbereiches.
Alternativ kann man auch Photodioden mit leich unterschiedlichen
Spektralen Empfindlichkeiten verwenden und über das verhältnis der
beiden Ströme auf die Wellenlänge des Lichtes schließen, das geht aber
nur zuverlässig für Monochromatische Strahlung.
Du solltest wissen, dass die Frequenz des Lichtes derart hoch ist, dass
normale Detektoren nicht die Frequenz der Elektromagnetischen Welle
auflösen sondern nur deren Energiegehalt in Ladungsträger umwandeln,
solange die Eingestrahle Energie größer/gleich der Bandlücke ist.
Anders sieht es wieder bei Hochenergetischer Strahlung aus, z.B.
gammastrahlung. Sie kann in Reinstgermanium dioden spektral aufgelöst
werden. Dabei ergibt sich eine gewisse Ladungsmenge die Abhängig von der
Energie des Gammaquantes ist, es kann also energieaufgelöst gemessen
werden. Die Information über die Wellenlänge des Quants steckt in der im
Detektor erzeugen Ladungsmenge. Das Funktioniert natürlich nicht für
sehr hohe Impulsraten oder für den Kontinuierlichen Photonenstrom eines
Strahlers oder einer normalen Lichtquelle
Ok, danke danke :-)!!!! Das ganze verfolgt mich irgendwie immer mehr.
Obwohl ich keine solchen Geräte hier bei mir habe, möchte ich es
wirklich genau wissen. Ich habe aber jetzt gerade festgestellt, dass mir
die Messmethodik von Planck ja noch gar nicht geläufig war. Denn mein
Lehrbuch beschreibt, dass Plack elektrische Oszillatoren dafür verwendet
um stehende Wellen innerhalb des Strahlers zu bilden, da ja die
Strahlung hin und her reflektiert wird. Also, mein Problem ist
eigentlich: Zwischen meinem bisherigen Wissen über die Technik und
zwischen elektrischen Oszillatoren die das machen (was auch immer damit
gemeint ist) ist noch eine große Lücke. Daher meine Frage: Was oder
welches Lehrbuch oder welches Youtube Video muss ich mir anschauen, um
verstehen zu können was ein elektrischer Oszillator in einem schwarzen
Strahler verloren hat? Ich dachte nämlich der schwarze Strahler strahlt
von alleine aus. Bis heute konnte mir außerdem noch keiner so richtig
erklären (wie aus dem PDF ersichtlich) wieso ein Hohlraumstrahler (wer
auch immer die Idee hatte) genommen wird. Ich sehe den Sinn dahinter
nicht. Wieso nimmt man denn nicht einfach einen schwarzen körper und
erwärmt ihn auf eine bestimmte Temperatur?
Ich habe bisher auch nicht verstanden was der Abstand L (Bild 1) mit der
ganzen Sache zu tun hat. Ich vermute, dass hier die Wellenlnge irgendwie
mit dem zusammenspielt (wie im Single Split Experiment), aber was? Ich
habe im Bild 2 die Welle eingezeichnet, jedoch kann ich es in keinster
Weise in Verbindung bringen mit Bild 1. Weiters brauche ich empfehlungen
was die Themodynamik angeht. Ich verstehe nämlich noch nicht so ganz wie
Raygleigh sein Gesetz aufgestellt hat. Ich möchte es mir nämlich selber
herleiten.
Das ganze ist mir eben deshalb wichtig weil auch Planch es mit
elektrischen Oszillatoren machte. Daher muss ich von vorne anfangen wo
rayleigh begonnen hat.
Ich danke jeden für die Unterstützung!
Hi, "Wissensgieriger",.
> Was oder> welches Lehrbuch oder welches Youtube Video muss ich mir anschauen, um> verstehen zu können was ein elektrischer Oszillator in einem schwarzen> Strahler verloren hat?
Gar keines.
Der "elektrischer Oszillator" war ein nützliches Denkmodell. Genauso wie
der "Schwarze Strahler".
In der Wirklichkeit kannst Du den annähern, indem Du eine Thermoskanne
auf den Kopf stellst und über eine flackernde Kerze hältst, bis die
Innenwand von innen völlig verrußt ist.
So heiß die Atome sind, die von innen gesehen werden können, so sehr
fallen in ihnen Elektronen auf niedrigere Bahnen und senden dabei ein
Photon ab.
So wenig die Photonen aus dem Innenraum entkommen, so sehr treffen die
auf ein Atom und regen ein Elektron an, in eine höhere Bahn zu springen.
Ciao
Wolfgang Horn
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