Warum absorbiert Methan rotes Licht?
Der Neptun ist ja bekanntlich blau, worfür das Methan in seiner Atmosphäre verantwortlich gemacht wird. Aber warum ist das so? Warum absorbiert Methan bestimmte Farben?
Wäre nett, wenn Antworten so vormuliert werden könnten, dass auch jemand, der seit der 8. Klasse nicht wirklich Chemieunterricht hatte, sie verstehen kann. Danke:)
5 Antworten
Methan ist in der Neptun-Atmosphäre gar nicht so häufig, sondern nur etwa zu 1.5% vorhanden. Es scheint aber, dass gefrorenes Methan in großer Höhe eine wichtige Rolle spielt:
Die hauptsächlichen Absorptionsbereiche von Methan liegen allerdings außerhalb des für uns sichtbaren Spektrums, im infraroten Bereich.
Weder Methan noch irgendein anderer gasförmiger Stoff streut das Licht. Der Effekt wird durch "Methan in einem anderen Aggregatzustand" nicht verstärkt, sondern überhaupt erst erzeugt.
Kleinste Teilchen festen oder flüssigen Stoffes streuen das Licht, bevorzugt das blaue. Methan hat damit nur insofern zu tun, als dass es auf Neptun vorkommt und bei den dortigen Temperaturen überwiegend nicht mehr gasförmig ist.
Mit einem Absorptionsspektrum hat es nichts zu tun - Methan absorbiert weder rotes noch blaues Licht, nur infrarotes.
Auch andere Gase absorbieren bevorzugt die langwellige Strahlung und streuen sie nur gering. Im Gegensatz zu der kurzwelligen blauen Strahlung, die wird bevorzugt gestreut (z.B. blauer Himmel). Der Grund liegt darin, dass das kurzwellige blaue Licht energiereicher ist ist das langwellige rote, dadurch werden die Elektronen der Gasatome stärker angeregt und erhalten mehr Energie. Sie springen aber sofort wieder auf ihr altes Energieniveau zurück und strahlen die Energie des blauen Lichts wieder ab als Photonen. Daher dominiert bei Gasen der Atmosphäre meistens die Farbe blau, wenn Sonnenstrahlung auftrifft. Es werden auch die anderen Farben des Spektrums gestreut, aber viel geringer, blau dominiert und überdeckt die anderen Farben quasi. Ich hoffe, ich konnte es einigermaßen einfach rüberbringen.
Okay, das wusste ich selber auch nicht, aber ich denke das was ich jetzt nenne gilt eigentlich für alles.
Wir können nur etwas sehen wenn Licht vorhanden ist. Das Licht wird vom genannten Objekt oder was auch immer reflektiert und gelangt so in unsere Augen. Manches reflektiert nur ein Teil des lichtes, wie zum Beispiel rot und blau und das sehen wir dann als rosa...sorry, muss jetzt leider los, aber google doch mal nach den physikalischen Gesetzen des lichtes bzw. der Farben.
> seit der 8. Klasse nicht wirklich Chemieunterricht
Die schlechte Nachricht: Dann kannst Du kaum verstehen, warum bestimmte Moleküle Licht bei bestimmten Wellenlängen absorbieren.
Die gute Nachricht: Methan, so wie Du es kennst (gasförmig) verschluckt gar kein rotes Licht. Methan ist farblos, erst im Infrarot absorbiert es (deshalb wirkt es auch als Treibhausgas).
Auf Neptun ist es aber so kalt, dass Methan flüssig als Nebel oder fest als Rauch vorliegt. An diesen Teilchen wird das Licht gestreut - je blauer, desto mehr wird es gestreut (vergleiche den blauen Himmel bei uns).
Was wir von Neptun sehen, ist nicht seine feste Oberfläche (so er eine solche überhaupt hat), sondern das von seiner Atmosphäre nach mehrfacher Streuung zu uns gelangende Sonnenlicht.
Licht ist elektromagnetische Strahlung, die aus vielen unterschiedlichen Wellen besteht. Die Wellen unterscheiden sich anhand ihrer Wellenlänge, wobei gilt: je kürzer die Wellenlänge, desto höher die Energie.
Um Strahlung zu absorbieren, muss ein Atom (Molekül) diese Energie aufnehmen. Das geht aber nur bis zu einem bestimmten Maße, d.h. jedes Atom kann nur die Energie von ganz bestimmte Wellen aufnehmen. Daher spricht man auch vom Absorptionsspektrum.
Wenn du jetzt Methan als Beispiel nimmst, absorbiert es auch nur entsprechend seines Absorptionsspektrum. Die Wellen, die nicht absorbiert werden können, landen in unseren Auge. Unsere Netzhaut ist in der Lage alle Wellen (im Bereich des sichtbaren Spektrums) aufzunehmen. Deshalb sehen wir durch die Pupille auch schwarz.
Dass bestimmte Stoffe also nur bestimmte Wellen absorbieren ist in der Atom- und Molekülstruktur begründet.
LG
Also habe ich das richtig verstanden:
Methan streut also grunsätzlich blaues Licht und neigt dazu Farben, die sich auf anderen Wellenlängen befinden/aus diesen ergeben zu absorbieren. (Absorptionsspektrum etc. und Farbsehen haben wir sogar durchgenommen).
Methan in einem anderen Aggregatzustand verstärkt diesen Effekt?