8. Optische Eigenschaften von Gläsern Flashcards
Dielektrika
- absorbiert IR in molekularen Vibrationen
- absorbiert UV-Strahlung in Elektronenübergänge der äußeren Hülle,
- dazwischen schmales Band mit wenig Wechselwirkung, daher Transparent
Halbleiter
Halbleiter lassen Frequenzen bis zur Grenzfrequenz ihrer Bandlücke passieren,
Metalle
vorhandene freie Elektronen im Leitungsband werden durch VIS-Strahlen auf unbesetzte Zustände angehoben -> es gibt keine Bandlücke
Verschiedene optische Effekte in einem Glas:
- Streuung,
- Brechung,
- Reflexion,
- Absorption/Transmission.
Abbe Zahl
- Abbe Zahl beschreibt das Verhältnis des mittleren Ablenkungswinkel zum “Auffächerungswinkel” des jeweiligen Spektrums,
- kleine Abbe Zahl bedeutet starke Dispersion
(kleine Dispersion = kein farbtreue Abbildung)
Warum hat Quarzglas eine geringe Polarisierbarkeit?
Im Quarzglas liegt Q^4 - Struktur vor, wodurch die relativ geringe Brechungsindex von Quarzglas resultiert,
-
Was passiert mit steigendem NBO?
steigt die Polarisierbarkeit und der Brechungsindex,
Wovon hängt der Brechungsindex n ab?
Brechungsindex n hängt von der Temperatur ab, da sich die Dichte des Materials ändert von T(r) (Strukturrelaxation)
Was passiert bei normaler Dispesion?
- n nimmt mit abnehmender Wellenlänge zu,
- blau wird stärker gebrochen als rot,
Physikalische Entfärbung
Wenn die Sättigung der zu kompensierenden Farbe nicht zu hoch ist, dann kann man durch Zugabe von MnO zu einem Fe2O3-haltigen Glas (ein farbneutrales Glas) erschmelzen
Chemische Entfärbung
- herabsetzen der Sättigung der zu kompensierenden Farbe,
- Dies geschieht durch eine oxidierende Schmelzführung, die den Fe^2+ Anteil gering hält,
Solarisation
- -> unerwünschter Vorgang,
- -> führt zu Farbdefekten von bereits eingebauten Gläsern,
- allg. verändert sich die Farbe eines einmal erschmolzenen Glases nicht mehr,
- Einige Ionen können jedoch ihre Valenz bei Bestrahlung durch UV-Licht (Sonnenlicht) ändern, sofern ein weiteres polyvalentes Ion als Partner zur Verfügung steht,
Warum wird Flint-Glas Wanne tiefer gebaut als Braunglaswanne? (Flint-Glas Wanne = Weißglaswanne)
- bei Braunglaswanne besteht die Gefahr, dass durch das Fe(II) viel Strahlung bereits in den oberen oberen Schichten absorbiert wird und das Glas in Boden nähe nicht heiß genug wird und einfrieren kann,
- Dem kann auch durch Schmelzelektroden entgegengewirkt werden.
- Umgekehrt besteht bei einer Flint-Glas Wanne die Gefahr, dass der Boden überhitzt.
Warum ist ein Fenster durchsichtig?
- da Glas eine eingefrohrene Flüssigkeit ist, gibt es keine Phasengrenzen, die eine Streuung bedingen würden,
- es liegen keine im VIS färbenden Substanzen vor, die durch Absorption die Transparebz stören würden: Absorptionsmechanismen: ca. 92% Transmission + 8% Absorption und Reflexion,
- Glas ist ein Dielektrikum, dh es liegen keine freien Elektronen wie in einem Metall vor und die Bandlücke E(unten gap) ist zu groß. Die am leichtesten anregbaren Elektronen sind Valenzelektronen des Sauerstoffs, die erst bei höherenergetischer Anregung im UV-Bereich wechselwirken. Also Oberhalb von UV bis VIS gibt es keine elektronische Wechselwirkung mit dem Licht.
- wenn h*v «_space;E(unten gap),
Warum heizt sich ein Auto auf?
- eintreffende kurzwellige Wärmestrahlung der Sonne wird zu einem großen Teil, ca. 90%, durchgelassen/Transmittiert,
- heizt sich auf 50-80 grad auf und strahlt entsprechend seine Temperaturen im langweiligen IR-Breich ab,
- diese Strahlubf wire nahezu vollständig vom Glas aufgenommen und reflektiert, die Wärme bleibt im Auto eingesperrt (Gewächshauseffekt),
- > im UV-Bereich ist die Scheibe weitgehend undurchlässig, unwahrscheinlich im Auto einen Sonnenbrand zu bekommen
- > auch bei ewig langem sitzen, reicht die Strahlungsintensität pro Zeit nicht aus.
