Feuerwerksfarben: Flammenfärbung und Spektrallinien (3D)
Über diese App
Feuerwerk zur Guy Fawkes Night: Jede Farbe am Himmel stammt von einem Element im Leuchtsatz — Strontium rot (SrCl, SrOH), Barium grün (BaCl), Kupfer blau (CuCl), dazu Natrium, Lithium, Calcium, Kalium und weißes Magnesium. Ein Spektroskop zeigt Linien und Banden, ein Energieschema das Photon mit E = h · c / λ. Warum Blau so schwer ist (CuCl zerfällt in heißer Flamme), dazu ein Rätsel: die unbekannte Rakete am Spektrum erkennen.
Mit Erklärmodus: Ein KI-Tutor führt dich durch die App, zeigt in der Szene, worauf es ankommt, und beantwortet deine Fragen.
Worum es geht
Die Farben eines Feuerwerks stammen aus den Leuchtsätzen, Gemischen mit Metallsalzen. Die Flamme regt Atome oder kleine Moleküle an. Fällt ein Elektron auf ein tieferes Energieniveau zurück, sendet es ein Photon mit genau der Energiedifferenz aus, E = h · f = h · c / λ. Atome wie Natrium oder Lithium liefern scharfe Spektrallinien, Moleküle wie SrCl, BaCl oder CuCl breitere Banden, weil zu jedem Elektronenzustand viele Schwingungsniveaus gehören. Glühende Teilchen aus Magnesium- oder Aluminiumoxid strahlen dagegen ein lückenloses Spektrum ab und wirken weiß.
Was die App zeigt
Über einer nächtlichen Stadt steigen Raketen auf und zerlegen sich in Leuchtsterne. Acht Leuchtsätze stehen zur Wahl: Strontium, Lithium, Calcium, Natrium, Barium, Kupfer, Kalium sowie Magnesium und Aluminium. Ein Spektroskop-Panel zeigt das Linien- oder Bandenspektrum neben dem Spektrum von weißem Licht, mit Emitter und Kennzeichen-Wellenlängen. Ein Energieschema lässt das Elektron hochspringen und zurückfallen und nennt Wellenlänge, Frequenz und Photonenenergie. Bei Kupfer zeigt ein Temperaturschieber, wie CuCl oberhalb von etwa 1200 °C zerfällt.
Selbst ausprobieren
Zünde Strontium und dann Lithium. Beide leuchten rot, im Spektrum sind sie leicht zu unterscheiden. Stelle bei Kupfer die Flamme heißer und beobachte, wie das Blau verblasst. Im Rätsel steigt eine Rakete ohne Etikett auf: Bestimme das Element am Spektrum, eine falsche Antwort blendet das Vergleichsspektrum ein. Zur Guy Fawkes Night am 5. November gibt es auch ein großes Finale mit fünf Farben.
Häufige Fragen
- Welche Elemente geben Feuerwerk seine Farben?
- Rot kommt von Strontium, Grün von Barium, Blau von Kupfer. Natrium färbt gelb-orange, Calcium orange und Lithium karminrot. Magnesium und Aluminium sorgen für weißes Glitzern. Violett wird meist aus Strontium und Kupfer gemischt.
- Warum ist blaues Feuerwerk so schwer herzustellen?
- Das Blau stammt vom Molekül CuCl. Es zerfällt in zu heißen Flammen, oberhalb von etwa 1200 °C. Dann verblasst das Blau. Blaue Leuchtsätze müssen deshalb kühler brennen und genug Chlor liefern.
- Was ist der Unterschied zwischen Linien- und Bandenspektrum?
- Freie Atome senden Licht bei wenigen scharf bestimmten Wellenlängen aus, etwa Natrium bei 589 nm. Moleküle haben zusätzlich Schwingungsniveaus. Ihre vielen dicht liegenden Linien verschmelzen im Spektroskop zu Banden.
- Was kann ich in der App einstellen?
- Du wählst einen von acht Leuchtsätzen und zündest Raketen, stellst bei Kupfer die Flammentemperatur ein, schaltest das automatische Feuerwerk an oder aus, siehst Spektrum und Energieschema und löst Rätsel am Spektrum.
Fach: Chemie
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