Absorption von Licht

Absorption von Sonnenlicht findet in jedem Material statt. Dunkle Materialien absorbieren mehr Sonnenlicht als helle Materialien. Im Autolack wird das absorbierte Licht in Wärme umgesetzt, daher wird es in einem dunklen Auto wärmer als in einem hellen Auto

Absorption ist die Aufnahme von Licht in einem Material. Anschaulich kann man sie im Vergleich zwischen einem hellen und einem dunklen Gegenstand sehen, die dem Sonnenlicht ausgesetzt sind. Während der helle Gegenstand das meiste Licht zurückstrahlt (er erscheint hell), wird das Licht von der dunklen Farbe „geschluckt“. Im Falle eines dunklen Autos, das nicht mit Solarzellen verkleidet ist, wird das absorbierte Sonnenlicht im Lack in Wärme umgewandelt und heizt das Auto auf.
In Solarzellen wird ebenfalls Licht absorbiert, dieses wird jedoch nicht in Wärme sondern in elektronische Energie umgewandelt: Die absorbierte Energie des Lichts wird im Farbstoff in Form von kleinen Energieportionen gespeichert, sogenannten „Exzitonen“. Dabei sitzt jeweils ein Exziton auf einem Molekül und kann von Molekül zu Molekül hüpfen.

Ein Exziton ist ein Elektron und ein Loch, die gemeinsam auf einem Molekül sitzen. Sie werden dadurch erzeugt, dass ein negativ geladenes Elektron aus dem neutralen Molekül „herausgeschlagen“ wird und nun – mehr oder weniger frei – in einem neuen Orbital (d.h. anschaulich auf einer neuen Umlaufbahn) um das verbleibende positiv geladene Molekül schwirrt. Ein Exziton wird dementsprechend auch Elektron-Loch-Paar genannt. Ganz frei ist das Elektron nicht, weil sich positive und negative Ladungen gegenseitig anziehen. Es ist also noch lose an das Loch gebunden.

Lichtabsorption in einem organischen Farbstoff. Das Sonnenlicht führt zur Bildung eines Exzitons, das ist ein Paar aus einem Elektron und einem Loch, die sich auf dem selben Molekül befinden.

Wissensdurst: Quanten, Licht und Energie

Foto: Maik Jähne (www.eave.de)


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