Wie funkieren Infrarot Filter durch Absorption?

Wenn IR Strahlung durch die Moleküle in einem solchen Filter absorbiert wurde, dann wird die Energie in Thermische Energie umgewandelt. Gleichzeitig wird im thermischen Gleichgewicht nun Schwarzkörperstrahlung abgegeben, die größtenteils bei Raumtemperatur im IR Bereich liegt.

Wie also kann zB. ein IR Absorptionsfilter in einer Brille das Auge schützen, wenn der Filter die IR Strahlung direkt wieder selber emittiert?

Praktisch kann ich mir bloß vorstellen, dass die Thermische Energie statt durch Wärmestrahlung schneller durch Konvektion und Wärmeleitung in die umgebende Luft abgegeben wird.

Follow up Frage:

Generell hinterfrage ich momentan auch den Unterschied zwischen Absorbern und Reflektoren auf der Wechselwirkungsebene zwischen Licht und Materie:

  • Ein Absorber kann durch seine spezifischen Eigenschaften Photonen bestimmter Energien absorbieren, was zu einem zu Temperaturerhöhung führt (Translation, Rotation, Vibration) und bei Passender Energie zu angeregten Elektronenzuständen. Die thermische Energie wird durch schwarzkörperstrahlung abgegeben, die angeregten Elektronenzustände fallen wieder zurück und emittieren ein Photon mit gleicher Energie?
  • Bei einem Reflektor bin ich mir noch unsicherer, manche behaupten, dass ein Reflektor direkt so absorbiert, dass nichts in thermische Energie umgewandelt wird, sondern direkt ein Elektron angeregt wird und durch das sofortige zurückfallen ein Photon mit gleicher Energie emittiert wird (zum Beispiel durch verbotene energiezustände im Energieband von Kristallstrukturen). Doch das erklärt beispielsweise nicht, warum beim zurückfallen in den Grundzustand ein Photon in die Richtung emittiert wird, die dem Reflektionsgesetz folgt. Andere behaupten, dass bei Betrachtung von reflektionserscheinungen besser die Wellenvorstellung benutzt werden sollte und beim reflektieren nichts absorbiert und wieder emittiert wird, in dem Sinne wäre ein Absorber ja eigentlich dann auch bloß ein Reflektor.
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Meinung des Tages: Nobelpreise 2023: Wie bewertet Ihr die Preisträger im Bereich Medizin und wer sollte den Friedensnobelpreis erhalten?

In dieser Woche werden in Stockholm sowie Oslo die diesjährigen Gewinner der Nobelpreise bekannt gegeben. Und während über die möglichen Kandidaten für den Friedensnobelpreis noch gerätselt wird, stehen die Gewinner im Bereich Medizin bereits fest...

Der Nobelpreis als wissenschaftlich-gesellschaftliches Aushängeschild

Der Preis geht ursprünglich auf den namensgebenden schwedischen Erfinder und Industriellen Alfred Nobel zurück, der in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts maßgeblich an der Erforschung als auch Entwicklung von Dynamit als sicherer Alternative zu Nitroglycerin arbeitete. Da das von ihm erfundene Dynamit allerdings nicht nur im Bergbau, sondern auch in den europäischen Kriegen des späten 19. Jahrhunderts zum Einsatz kam, veränderte sich seine Einstellung, weswegen Nobel infolgedessen an zahlreichen Friedenskongressen teilnahm. Weiterhin verfügte Nobel in seinem Testament, dass sein Vermögen in eine Stiftung überführt und Menschen, die der Menschheit einen besonders großen Nutzen erwiesen haben, künftig mit einem Preis ausgezeichnet werden sollten.

Verliehen wird der Nobelpreis in den Kategorien Physiologie / Medizin, Physik, Chemie, Literatur sowie Frieden. Die Bekanntgabe der Gewinner erfolgt traditionell im Oktober; die tatsächliche Verleihung allerdings findet am 10. Dezember, dem Todestag Nobels, in Schweden statt.

 

Die Gewinner im Bereich Medizin stehen schon fest…

Der Nobelpreis in der Kategorie Medizin geht in diesem Jahr an Katalin Karikó sowie Drew Weissmann. Die beiden Wissenschaftler erhalten den Preis für ihre Forschungen, welche als maßgebliche Grundlage zur Entwicklung von mRNA Impfstoffen gegen Covid-19 erachtet werden. Das Nobelpreiskomitee begründete deren Entscheidung damit, dass die beiden Wissenschaftler bahnbrechende Resultate geliefert sowie ein Verständnis dafür geschaffen hätten, wie mRNA mit dem menschliche Immunsystem interagieren würde. Auf Grundlage ihrer Forschungen, die bereits lange vor der Corona-Pandemie begonnen worden sind, konnte die Impfstoff-Entwicklung rasant und effizient vorangetrieben und die Pandemie demzufolge weltweit erfolgreich eingedämmt werden. Weiterhin ebnen mRNA-Impfstoffe der Forschung / Medizin in Zukunft ggf. den Weg, weitere Infektionskrankheiten einzudämmen oder bei der Behandlung gewisser Krebserkrankungen eingesetzt zu werden.

Eine große Favoritenliste für den Friedensnobelpreis

Im Gegensatz zu den anderen Kategorien wird der Friedensnobelpreis nicht in Stockholm, sondern in Oslo bekannt gegeben. Die Liste der tatsächlichen Kandidaten ist zwar prinzipiell geheim, doch auch in diesem Jahr werden von Experten und Kennern des Komitees wieder einige Namen gehandelt; die Liste der möglichen Preisträger beläuft sich für das Jahr 2023 auf stolze 351 Personen oder Organisationen, so z.B.:

  • jene iranische Frauen, die unmittelbar nach dem Tod der jungen Mahsa Amini eine Demonstrations- und Solidaritätswelle im In- und Ausland initiiert haben
  • Organisationen, die Kriegsverbrechen in der Ukraine (z.B. Butscha) dokumentieren oder der Internationale Strafgerichtshof, der sich mit diesen Fällen nach Kriegsende befassen wird müssen
  • Klimaschutzaktivisten wie z.B. die Gruppe Fridays For Future oder der brasilianische Indigenenführer Raoni Metuktire, der sich gegen die Abholzung des Regenwaldes sowie die Stärkung von Indigenenrechten einsetzt

Unsere Fragen an Euch: Findet Ihr die diesjährige Auszeichnung im Bereich Medizin gerechtfertigt? Welche Kandidaten / Organisationen hätten Eurer Meinung nach in diesem Jahr den Friedensnobelpreis verdient? Welche Bedeutung besitzt der Nobelpreis und das - durchaus umstrittene - Komitee Eurer Meinung nach? Welche Nobelpreisentscheidungen der Vergangenheit konntet Ihr nicht nachvollziehen oder fandet Ihr lobenswert?

Wir freuen uns auf Eure Antworten!

Viele Grüße

Euer gutefrage Team

Quellen:

https://www.tagesschau.de/wissen/forschung/nobelpreise-geschichte-100.html

https://www.tagesschau.de/wissen/nobelpreis-medizin-mrna-forschende-100.html

https://www.zeit.de/wissen/2023-10/nobelpreis-bekanntgabe-preistraeger-medizin

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Physik oder Biologie LK?

Hallo, ich würde gerne eure Ratschläge über mein Problem in der Schule hören. Ich gehe gerade in die 11. Klasse und habe die Leistungskurse Biologie, Mathe und Englisch. Obwohl ich bei Englisch ziemlich zufrieden bin, habe ich bei Mathe und Bio viele Probleme.

Bei Mathe haben wir einen Lehrer, der uns die Themen sehr anders als die anderen Lehrer schnell erzählt und nicht versteht, dass wir das Thema nicht verstanden haben. Daher müssen wir zu Hause vieles nachholen.

Bei Biologie habe ich das Problem, dass unser Bio-Lehrer uns viele Fragen stellt, jedoch nicht wirklich viel erzählt, sodass wir auch viel zu Hause lernen müssen und nicht mal ganz wissen, was in der Klassenarbeit drankommen könnte. Zudem fühle ich mich in dem Kurs schlecht, weil meine Freunde, mit denen ich letztes Jahr über alle Fächer diskutiert und gemeinsam gelernt habe, bei Physik LK sind.

Wenn ich zu Physik LK wechseln würde, würde ich auch einen anderen Mathe Lehrer bekommen, dessen Unterrichtsstil ich schon kenne und mir viel besser passt. Ich habe zu Hause keine Motivation, weil ich mich in meinem Bio Kurs nicht gut fühle und das Gefühl habe, dass mir dieser LK nicht anspricht. Jedoch ist Physik nicht mein bestes Fach und ich müsste mir viel Mühe geben, um die Themen zu verstehen und alles in den Herbstferien nachzuholen.

Was würdet ihr mir raten? Sollte ich vielleicht zu Physik LK wechseln oder wäre Physik eine Entscheidung, die man später bereuen könnte?

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Deo + Gasherd = Gute Kombination?

Folgende Problematik:

Ich habe hunger, also wollte ich etwas kochen. Allerdings ist mir dann aufgefallen, dass in unserer Küche eine Art Fruchtfliegeninvasion herrscht. Das ist doof, da ich nur ungerne möchte, dass Fruchtfliegen in mein Essen fliegen und ich diese dann ausversehen mitkoche und im Nachhinein auch mitverzehre.

In meiner Not kam ich auf die brillante Idee, aus der Küche mithilfe eines herkömmlichen Deos eine Gaskammer zu zaubern, in der Hoffnung, der besagten Fruchtfliegenplage ein Ende zu setzen (zumindest vorerst...).

Ob dies geklappt hat oder nicht, lässt sich schwer beurteilen, darum geht es mir jetzt aber auch nicht.

Mein Hunger wird immer größer und so auch die Verzweiflung.

Jetzt ist mir allerdings aufgefallen: Wir haben einen Gasherd. Wie chemische/physikalische Reaktionen ausgelöst werden können, ist mir nicht ganz klar, deswegen möchte ich, mit dieser Frage, lieber mal auf Nummer sicher gehen: Wenn ich gerade eben wie wild mit Deo, unter anderem auch direkt auf besagtem Gasherd, rumgesprüht habe - Meint ihr, da könnte jetzt irgendwas explodieren (o.Ä.), wenn ich den Herd anmache?

Ich brauche wirklich Hilfe, denn bald sterbe ich vor Hunger und ich muss wissen, ob ich den Herd nun ohne Sorge benutzen kann, oder nicht.

Lg

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Kann es zwischen zwei hintereinander angeordneten Licht Filtern (durch Reflektion) zu inteferenzen im Zwischenraum kommen?

Ich übernehme hier eine Skizze meiner letzten Frage:

Licht der ausgedachten Intensität 1 wird durch zwei hintereinander angeordneten filtern betrachtet, die jeweils 50% zurückwerfen.

Es zeigt sich, im Extremfall der puren Reflekion kommt bei kontinuierlicher Einstrahlung die Summe der Intensitäten der unendlichen, konvergierenden geometrischen Reihe I_gefiltert = 0,25 + 0,0625 + ... = 0,25/(1-0,25) = 33,33% am Auge an.

Bei purer Absorption kommt 0,5*0,5 = 25% durch, also ein wenig besser. In der Realität wird der Wert also irgendwo dazwischen liegen, hier geht es mir nur um den Effekt von extremfällen der Interferenz im zwischenraum der Filter und den Outcome bzw. wie sich das im schlimmsten Fall (höchster theoretischer Transmissionswert (%)) auf der Augenseite auswirkt.

Kann es passieren, dass es zwischen den Filtern zu konstruktiven und/ oder destruktiven Inteferenzen kommt? Wenn ja, wäre ich sehr dankbar wenn mir jemand berechnen könnte bei welchem theoretischen Extremfall die höchste Transmission zum Auge in diesem System besteht - gibt es einen Fall, der sogar mehr durchlässt wenn man Zwei Filter dieser Anordnung verwendet statt nur Einen, oder einen Fall, der gerade wieder so viel durchlässt, dass ein 2. Filter obsolet wird weil durch diese Anordnung mit 2 Filtern reflektierende Gegebenheiten + Interferenzen ein sehr ungünstiges Ergebnis entsteht?

(Meine Sonnenbrille hat zwei hintereinander angeordnete Lichtfilter, die jeweils zwischen 400-455nm einen gewissen Anteil zurückwerfen, wäre natürlich blöd, wenn an meinem Auge am Ende sogar mehr Intensität ankommt oder gerade wieder so viel, dass ein Filter nutzlos wird).

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Zeitwahrnehmung (Gedankenexperiment)?

Wenn ich ein Lied höre, nehme ich es schneller oder langsamer wahr, jenachdem, ob ich gerade genießerisch im Augenblick lebe oder die Zeit gerade allgemein zu schnell vorüberzieht. Wieso ist das so? Also wenn das zweite der Fall ist, sind die Lieder, die sonst eine normale Geschwindigkeit haben, hörbar schneller bis rasend schnell. Und im Gegensatz dazu sehr langsam, wenn ich im Augenblick lebe. Was ist die Ursache dafür, dass man es so wahrnimmt und woher weiß man, was die echte Geschwindigkeit ist, wenn man es unterschiedlich wahrnimmt zu unterschiedlichen Zeiten? Ja, es ist z.B. eine Sekunde lang, aber wenn man auf den Sekundenzeiger schaut, ist der auch spürbar schneller oder langsamer, jenachdem, wie man im Augenblick lebt. Und wenn man rausfindet, was für diese Wahrnehmungen zuständig ist, könnte man dann nicht mit irgendwas dafür sorgen, dass die Menschen die Zeit langsamer wahrnehmen und dafür z.B. Unterrichtsvideos in schnellerer Geschwindigkeit abspielen lassen, dass man Zeit spart, und sowas in der Art? Würde es dafür ein Limit geben, wie sehr die Zeit sich scheinbar maximal in die Länge zieht? Sonst könnte man ja irgendwas machen oder ein Mittel erfinden, dass alle die Zeit so langsam wahrnimmt, dass sich eine Sekunde anfühhlt, wie fünf Sekunden? Oder Minuten? Oder Stunden? Dann könnte man Sachen in rasender Geschwindigkeit abspielen und Leute könnten viel schneller lernen?

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Welcher akku für Fahrradanhänger?

Hallo,

Ich besitze einen selbstgebauten Fahrradanhänger, in diesen würde ich nun gerne eine Batterie einbauen, da sich herausgestellt hat, das ich keine fahrradlichter montieren kann ohne das sie gestohlen werden.

An der Batterie sollen folgende "Verbraucher" angeschlossen werden:

• 12V Panel mit:

- USB Ausgängen zum Handyladen

- Zugarettenanzünder

- Batteriestandsanzeige

• 12V LED Frontlichter StvO zugelassen

• Ca. 8 12V LED Scheinwerfer für Innenraum und als Flutlicht bei Ausflügen

• 12V Kompressor der aber nur selten und kurz verwendet wird

Nun brauchen die ganzen Geräte kaum Leistung, vorallem die LED's nicht. Man bedenke das nie alles gleichzeitig betrieben wird.

Nun habe ich mich gefragt welchen Typ Batterie ich dafür verwende? Die Batterie wird oft geladen und entladen und muss dem rütteln bei der Fahrt standhalten. Außerdem sollten Sie aller mindestens 10Ah haben, damit ich nicht dauernd aufladen muss (besser zwischen 30 und 80)

Meines Wissens bleiben dann noch 4 Typen übrig:

LiFePo4 (hohe Preisklasse)

AGM (mittlere Preisklasse)

Gel (mittlere bis günstige Preisklasse)

Lithium-Ionen (extrem hohe Preisklasse in dem Ah bereich)

Nun frage ich mich welcher dieser Typen für mein unterfangen am besten geeignet ist. Die Haltbarkeit spielt eine große Rolle, denn lieber kauf ich eine neue 40€ Gel Batterie wenn sie mal kaputt ist, anstatt einer 100€ LiFePo4.

Ich hoffe ihr könnt mir weiterhelfen und vielen Dank im Voraus

~Micha

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Schlecht in Technik trotz naturwissenschaftlicher Bildung…?

Mein Problem ist, dass ich ein wahnsinnig unterentwickeltes technisches Verständnis habe. Insbesondere wenn es um Elektronik geht. Dabei haben z. B. meine Kollegen ein viel besseres technisches Verständnis.

Allerdings habe ich ein abgeschlossenes Studium in Physik hinter mir und auch gut in Mathematik. Auch in der Schule hatten mir Mathe und Physik so Spaß gemacht, wie kaum andere Fächer (Mathe sogar etwas mehr als Physik). Im Endeffekt bin ich jetzt ein Ingenieur im Bereich Strahlenschutz, Endlagerung, etc.

Eigentlich hatte ich aber schon immer 2 linke Hände. Aber dass ich so schlecht beim Verständnis von z. B. analogen und digitalen Signalen und deren Zustandekommen (und hast du nicht gesehen) bin, wundert mich immer noch. Auch denke ich sehr langsam und kann nicht „im Flug“ Antworten, warum z. B. das Oszilloskop jetzt so viel Rauschen zeigt…

Wie kommt es, dass trotz des fehlenden Talentes in Sachen Technik und schnellem Denken trotzdem mehr in mathematischen Naturwissenschaften wie Physik immer noch interessiert bin (und dort sogar einen Abschluss und eine Stelle habe)? Kennt ihr dieses Phänomen oder eine Person, die einen ähnlichen Fall hat? Was würdet ihr mir raten, damit ich nicht verzweifle?

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