Springen naar inhoud

Zilverspiegel, waarom zilver?


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Tr4nznrg

    Tr4nznrg


  • 0 - 25 berichten
  • 16 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 01 november 2009 - 15:45

Ik heb onlangs ťťn van mijn eerste scheikundige praktijk opdrachten afgerond op school waarbij we zilverspiegels moesten maken. Maar nu zou ik toch graag wat dieper in de materie willen gaan en ook de werking zien te begrijpen.
Wat ik dus nog graag wil weten waarom we zilver gebruiken. Welke eigenschappen heeft zilver in tegenstelling to andere. Verder hoe reflectie nu precies te werk gaat en welke lichtspectrum gereflecteerd wordt en de intensiteit van het licht.
Verder lijkt het me ook interessant om wat meer over licht zelf te leren zoals "het creŽren van licht" en de energie dat licht bevat.

Licht:
Naar mijn weten wordt licht(em) gecreŽerd doordat de buitenste elektronen in de schil in een aangeslagen stand komen en vervolgens terug vallen in de lagere schil. Bij het terug vallen worden de fotonen gecreŽerd.

Reflectie:
Naar mijn weten zijn er waarschijnlijk een aantal verschillende.
Je hebt de reflectie die ontstaat door 2 verschillende mediums (lucht en water) en onder een bepaalde invalshoek(Brewsterhoek) wordt het licht gereflecteerd. Zoals je zelf ervaart bij aquariums of een meertje.

Een andere vorm, wat te maken heeft met de materie dat reflecteerd is dat het element goede elektrische geleidende eigenschappen heeft. Zoals ik begrepen heb is zilver inderdaad een van de beste geleidende metalen. Ik vermoed dat dit te maken heeft met de enkele elektron in de laatste subschil. Hoe verder deze van de kern verwijdert is des te minder energie het kost om in geŽxicteerde energie niveau te komen.

Enkele belangrijke dingen bij reflectie is ook de oppervlak en lichtbron. Als het oppervlak onregelmatig is wordt het licht weer diffuus uitgestraald waardoor het dof overkomt. Is het lichtbron diffuus en oppervlak gelijk dan wordt het licht gewoon in rechte lijnen voortgezet(blijft diffuus) mits je lenzen gaat gebruiken.

Nu heb ik als vermoede dat waarschijnlijk beiden een belangrijke rol spelen. De zilverspiegel is misschien in combinatie met het glas creŽert dus een zo groot/klein mogelijk Brewsterhoek waardoor volledige reflectie optreed(geen idee of dit klopt). Maar misschien ook omdat het energie van het licht geabsorbeerd wordt en de enkele (valentie)elektron in geŽxicteerde niveau terecht komt en vervolgens terug valt in zelfde niveau en de foton weer uitzend. Afhankelijk van de energieniveau van de foton bepaald dat de duur/sterkte van het uitzenden van nieuwe fotonen.

Verder kwam ik ook tegen dat "warmte" eigenlijk ook een deel IR-licht is wat niet in onze herkenbare spectrum valt. Alleen begrijp ik de relatie nog niet waarom dit licht geassocieerd wordt met warmte?. Ik dacht dat warmte eigenlijk de uitwendige kinetische energie van elementen was(botsingen van deeltjes) veroorzaakt door de toename van inwendige energie. Als iets dus te heet is en we ons verbranden, dan zijn het toch de element die onze huiddeeltjes kapot slaan(kinetisch).
Of heeft hiermee te maken dat alle deeltjes die "warm" genoeg zijn fotonen gaan uitzenden met name in de IR-spectrum? en deze waargenomen kunnen worden omdat IR-licht ook deeltjes weer opwarmen wanneer ze geabsorbeerd worden?

Maar misschien dat iemand mij meer op weg kan helpen over dit onderwerp of zelfs interessante aanvullingen heeft.

Veranderd door Tr4nznrg, 01 november 2009 - 17:03


Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Beryllium

    Beryllium


  • >5k berichten
  • 6314 berichten
  • Minicursusauteur

Geplaatst op 02 november 2009 - 08:07

Wat betreft de spiegel heb ik niet echt een antwoord, ben wel benieuwd wat daraachter zit.

Verder kwam ik ook tegen dat "warmte" eigenlijk ook een deel IR-licht is wat niet in onze herkenbare spectrum valt. Alleen begrijp ik de relatie nog niet waarom dit licht geassocieerd wordt met warmte?


Deze warmte is niets anders dan, wat jij zegt, kinetische energie. Infraroodfotonen hebben een energie die je moleculen in staat stellen een hoger (kinetisch) energieniveau te bereiken.

Als iets dus te heet is en we ons verbranden, dan zijn het toch de element die onze huiddeeltjes kapot slaan(kinetisch).

Meestal verbrand je niet door IR-straling, maar door direct contact met een hete bron. Dat komt omdat de energie die van de hittebron afkomt zo hoog is, dat soms zelfs bindingen verbroken kunnen worden.
You can't possibly be a scientist if you mind people thinking that you're a fool. (Douglas Adams)

#3

woelen

    woelen


  • >1k berichten
  • 3145 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 02 november 2009 - 09:50

Zilver is niet speciaal in die zin dat het extra goed reflecteert of zo, wanneer het aan glas is gehecht. Een koperlaagje zou even goed kunnen of een nikkel laagje of naar mijn part chroom laagje. Als je dat aan glas kunt laten hechten heb je ook een leuke metaalspiegel (koper is dan mooi rood).

De enige reden waarom men altijd een zilverspiegel maakt op scheikunde practica is dat deze verreweg het gemakkelijkst te maken is met niet al te akelige chemicalien en dat het redelijk fool-proof is.

Een nikkelspiegel maken is ook mogelijk, maar dat vereist wel heel wat preciesere uitvoering van de proef. Nikkelsulfaat, nikkelchloride en hypofosforigzuur kunnen leiden tot vorming van een nikkelspiegel. Je moet echter de concentraties van de stoffen behoorlijk precies instellen en de temperatuur moet ook vrij precies worden ingesteld. Anders gebeurt er niets, of je krijgt een neerslag van fijn nikkelmetaal.

Een koperspiegel kun je maken m.b.v. hydrazine als reductor, waarmee je koper neerslaat uit een oplossing van een koper(I) complex. Deze proef heb ik zelf wel eens gedaan, maar het werd geen succes, de reactie verliep of helemaal niet, of juist veel te snel waardoor een grof vlokkerig neerslag ontstaat van onzuiver metallisch koper. Ik heb nooit een echt mooie koperspiegel gehad.

#4

Echtepino

    Echtepino


  • >250 berichten
  • 794 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 02 november 2009 - 11:02

De keuze voor zilver als spiegel is wel degelijk gebaseerd op superieure eigenschappen vanwege lichtreflectie, echter vanwege de slechte houdbaarheid wordt er meestal aluminium gebruikt in spiegels voor de sterrenkunde.

#5

Derrek

    Derrek


  • >100 berichten
  • 217 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 02 november 2009 - 13:08

Een andere vorm, wat te maken heeft met de materie dat reflecteerd is dat het element goede elektrische geleidende eigenschappen heeft. Zoals ik begrepen heb is zilver inderdaad een van de beste geleidende metalen. Ik vermoed dat dit te maken heeft met de enkele elektron in de laatste subschil. Hoe verder deze van de kern verwijdert is des te minder energie het kost om in geŽxicteerde energie niveau te komen.

Het feit dat vele metalen licht reflecteren is geen gevolg van hun goede geleidbaarheid. Beide fenomenen zijn wťl het gevolg van de vrije elektronen in metalen. Metalen zijn opgebouwd uit roosters waar de ionen zo dicht mogelijk tegen elkaar gepakt zitten volgens een bepaald patroon. Hun elektronen in de buitenste schil worden als het ware losgelaten en bewegen zich vrij door het metaal.

Wanneer nu straling invalt op een metaaloppervlak, zorgt deze ervoor dat de elektronmassa gaat oscilleren (er is een kracht die de elektronen verplaatst door de invallende straling en een kracht die ze terugtrekt door de energetisch minder gunstige posities). Een gevolg hiervan is dat het licht teruggekaatst wordt. Elk metaal bezit zijn karakteristieke frequentie waaronder dit fenomeen kan optreden, (als je hierover meer wil weten, google eens op "plasmon frequency") een hogere frequentie kan het materiaal niet 'volgen' en zal het transparant worden.

#6

Echtepino

    Echtepino


  • >250 berichten
  • 794 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 02 november 2009 - 15:07

Wat reuze interessant, nooit over nagedacht en nooit iets over gelezen....
Weet je wat ik grappig vind?
Een spiegel gaat dus pas een spiegelend oppervlak geven ALS er licht/energie opvalt. Als er geen licht opvalt en dus geen elektronenmassa oscilleert is een spiegel gewoon DOF (?) Maar dat kun je niet zien want daar heb je licht voor nodig....
Hoe heet zo'n tegenstrijdigheid ook alweer?

#7

jhullaert

    jhullaert


  • >1k berichten
  • 2337 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 02 november 2009 - 15:39

Een paradox?

#8

hzeil

    hzeil


  • >1k berichten
  • 1379 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 02 november 2009 - 15:54

@Woelen,

Het is mij ook nooit gelukt om via chemische reduktie een koperlaag te maken die samenhangend en van goede kwaliteit is. In de gangbare literatuur vind je
organische reduktoren, zoals formaldehyde, die wel een goed resultaat zouden geven. Maar ikzelf kreeg ook slechts poedervormig metaal. Ik weet echter zeker dat het wel moet lukken.

Hydrazine is naar mijn mening een veel te sterke reduktor om koperlagen te maken. Je moet een zwakke reduktor nemen voor koper. Zo zwak dat je de reaktie moet katalyseren. Dat lijkt tegenstrijdig maar het is noodzakelijk om een stabiele oplossing te krijgen.

Het maken van een cobaltlaag gaat wel prima met hydrazine. Co is dan ook een bekende katalysator voor de hydrazine oxydatie. Maar het maken van een nikkellaag met hydrazine lukt weer niet door de ontbrekende katalyse. Je kunt echter deze metalen wel samen neerslaan.
Met het hypofosfietion dat je noemt gaat het ook goed met Ni en Co. Maar dan zijn beide metalen weinig duktiel. Bij een geringe vervorming gaan ze al scheuren.
Het moeilijke bij dit type werk is dat je tegelijktijd een exaltant ( versneller van de metaalvorming) als een stabilisator ( remmer van de kiemvorming) nodig hebt. Dat is vooral bij koper moeilijk te realiseren.
Uitleggen is beter dan verwijzen naar een website

#9

Tr4nznrg

    Tr4nznrg


  • 0 - 25 berichten
  • 16 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 03 november 2009 - 08:54

Wat reuze interessant, nooit over nagedacht en nooit iets over gelezen....
Weet je wat ik grappig vind?
Een spiegel gaat dus pas een spiegelend oppervlak geven ALS er licht/energie opvalt. Als er geen licht opvalt en dus geen elektronenmassa oscilleert is een spiegel gewoon DOF (?) Maar dat kun je niet zien want daar heb je licht voor nodig....
Hoe heet zo'n tegenstrijdigheid ook alweer?

Mja ik ben zelf ook nog maar beginnend maar vraag me bijvoorbeeld af of het mogelijk is om een synthese te maken van "zwarte" materie. In feite dus niks anders dan bijvoorbeeld waterstof(iets wat meeste voorkomt in heelal) zonder elektronen(waarschijnlijk verdwenen deze door enorme hitte, misschien oerknal?).

Dus wanneer fotonen waterstof/helium raken kunnen de elektronen niet oscilleren en dus geen nieuwe fotonen uitzenden, dus "zwart" overkomen. Maar ik weet nog niet zo heel veel van de elektronen zelf af, hoe ze ontstaan of waar ze vandaan komen. Dit zou wel een leuke verklaring kunnen zijn voor de zwarte materie in ons heelal die wel gravitatie uitoefent op de omliggende systemen.

#10

Jor_CF

    Jor_CF


  • >250 berichten
  • 840 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 03 november 2009 - 10:58

Ik heb een keer een koper gereduceerd met hypofosfiet in verdund zwavelzuur , en hierbij kreeg een koperspiegel, al was niet heel mooi en niet perfect.

#11

Tr4nznrg

    Tr4nznrg


  • 0 - 25 berichten
  • 16 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 15 november 2009 - 12:17

Ik was eigenlijk opzoek naar een artikel naar thermoluminescentie en bij toeval vond ik in het engels een onderwerp over fotoluminescentie. Eigenlijk verteld dit onderwerp precies wat ik een beetje voorspelde. De fotonen worden geabsorbeerd en de enkele elektron in de subschil raakt hierdoor geexciteerd en zend de foton weer opnieuw uit.

De brewsterhoek of brekingindex is echter niet van toepassing. Het licht wordt als het ware wel gebroken door het glas maar bij het verlaten van het glas breekt het in de tegenovergestelde hoek en komt het weer "recht" naar buiten.

Ik denk dat het glas eigenlijk alleen maar een goede vlakke hechtingsvlak verzorgd voor het zilver zodat het licht niet diffuus verstrooid wordt. Dus in theorie zou je net zo goed puur zilver kunnen nemen en deze super vlak maken. Zilver in perfecte kristalrooster?

Nu vraag ik me af hoe je een spiegel kan maken die het beste licht reflecteert. Ik vermoed dat een aantal dingen een rol kunnen spelen.

-Het medium(lucht), vacuŁm zou dus beste zijn om verstrooiing te voorkomen.
-Het fotoluminescentie materiaal (is zilver het beste?)
-Intermoleculaire ruimtes. Gaan er fotonen verloren doordat de afstanden van de onderlingen zilvermoleculen te groot is? Dus enkele fotonen schieten langs de uitwendige zilvermoleculen?
-Microscopische onregelmatigheden in het oppervlak. Vormen van perfecte kristalrooster zodat licht niet diffuus verstrooid wordt.
-Behoud van energie. Gaat er energie verloren in vorm van warmte? of is er sprake van 100% behoud van energie. Dit lijkt mij niet het geval anders zou ik theoretisch een licht batterij kunnen maken en alle licht opslaan in een container die 100% reflecteert.
-Warmte. Heeft warmte invloed op het zilver? Zou koude/warme omstandigheden beter kunnen zijn?

Verder las ik dat er een vertraging van enkele 10 nanoseconde was en deze in bepaalde omstandigheden vertraagd kon worden van enkele minuten tot enkele uren. (wel humor om spiegel te hebben die iets laat zien van enkele uren geleden). Alleen was er geen informatie hoe/wat.

#12

Tr4nznrg

    Tr4nznrg


  • 0 - 25 berichten
  • 16 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 15 november 2009 - 12:51

Buiten de reflecterende oppervlaktes kwam ik ook absorberende/transparante oppervlaktes tegen. Die bijvoorbeeld het zichtbare spectrum doorlaten (glazen bril van deze man) en het onzichtbare IR spectrum reflecteert. Maar ook andersom waarbij het zichtbare spectrum geabsorbeerd wordt en IR doorlaat.(Plastic zak is transparant voor IR licht maar niet voor zichtbaar spectrum en bril is ineens niet meer transparant).

Geplaatste afbeelding

Geplaatste afbeelding





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures