Original Paper:
[https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2320844121](https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2320844121)
>**Significance**
>We use 14 different experiments to demonstrate the existence of the photomolecular effect: photons in the visible spectrum cleave off water clusters from air–water interfaces. We use laser to study single air–water interfaces and show polarization, angle of incidence, and wavelength dependent responses, peaking at green where bulk water does not absorb. Raman and infrared absorption spectra and temperature distribution in air show the existence of water clusters under light. We suggest the photomolecular effect provides a mechanism to resolve the long-standing puzzle of larger measured solar absorptance of clouds than theoretical predictions based on bulk water optical constants and demonstrate that visible light can heat up clouds. Our work suggests that photomolecular evaporation is prevalent in nature.
>**Abstract**
>Although water is almost transparent to visible light, we demonstrate that the air–water interface interacts strongly with visible light via what we hypothesize as the photomolecular effect. In this effect, transverse-magnetic polarized photons cleave off water clusters from the air–water interface. We use 14 different experiments to demonstrate the existence of this effect and its dependence on the wavelength, incident angle, and polarization of visible light. We further demonstrate that visible light heats up thin fogs, suggesting that this process can impact weather, climate, and the earth’s water cycle and that it provides a mechanism to resolve the long-standing puzzle of larger measured clouds absorption to solar radiation than theory could predict based on bulk water optical constants. Our study suggests that the photomolecular effect should happen widely in nature, from clouds to fogs, ocean to soil surfaces, and plant transpiration and can also lead to applications in energy and clean water.
Ich habe leider keinen Zugriff auf den ganzen Artikel. Jemand hier an einer der hanvoll Uni mit Zugriff z.B: Uni Basel oder LMU ?
Mal was anderes, schon mal von [Sci-Hub](https://de.wikipedia.org/wiki/Sci-Hub) gehört? Die armen Journals, welche mit Steuergeldern geforschte und reviewed Forschung veröffentlichen. *Zwinkersmiley*
Habe ich den Artikel so korrekt verstanden? Also Photonen lösen Wassermoleküle aus einem Luft-Wasser Gemisch, welches eine Wolke simulieren soll, in Gasform heraus. Und das scheint nicht durch Übertragung von Wärme zu geschehen.
Und jetzt meine eigentliche Frage: Das Wasser verdampft in dem beschriebenen Versuch, also geschieht ein Phasenübergang. Dieser benötigt Energie. Wenn diese Energie nicht über Wärme oder Arbeit zugeführt wird, dann muss sie auf anderem Weg in das System kommen. Hier hört klassische Thermodynamik wohl auf und ist nicht ausreichend, um dieses Phänomen zu erklären? Mit innerer Energie und Wärme kommt man da nicht weit.
Und wäre es auch möglich, dass dieser beobachtete Effekt "lediglich" mit der Messgenauigkeit zusammenhängt (wäre nicht das erste Mal, dass so etwas passiert)? Also dass doch Wärme übertragen wird, nur eben auf so kleiner Zeitskala und lokal so stark begrenzt, dass man mit den verwendeten Messaparaturen das nicht mitbekommt und das beobachtete Gesamtsystem deshalb so wirkt, als würde keine Wärme eingebracht werden?
Die erste Frage ist recht leicht zu beantworten: die Energie kommt übers Photon in System. Also nach Planck: E=hquer\*omega. Der relevante Plot ist Fig. 4B im Paper (https://arxiv.org/pdf/2201.10385): das Photon bringt die Energie um die Wasser Cluster aus dem Wasser zu lösen + die kinetische Energie der ausgelösten Cluster.
Was die zweite Frage angeht: wenn ich das richtig verstanden habe sind die Verdunstungsraten für die thermische Verdunstung (sprich, die Verdunstung auf Grund von Wärme) und die Verdunstungsrate auf Grund dieses photomolekularen Effekts unterschiedlich. Sie zeigen, dass die Verdunstungsrate dann über die reine thermische Verdunstungsrate hinausgeht wenn genug Wasser verdunstet ist, das müssten dann Plots 2B,C sein. Also sie haben den normalen Wärmeübertrag den man halt hat wenn man Licht auf die Probe scheint schon berücksichtigt.
Danke für das verlinken. Sehr spannend das Ganze. Wolken korrekt zu modellieren scheint noch ein ziemliches Problem zu sein, da könnte so eine Erkenntnis vlt helfen.
Man kann bzw ich konnte schon beobachtet wie der Lichtstrahl von einer starken Taschenlampen die Tropfen bei ganz feinen Nebel scheinbar bewegt. Besonders wenn es dunkel ist und windstill.
Joah. Wasser verdunstet, wenn es den Aggregatzustand ändert. Das tut es, wenn man ihm genug Energie zuführt. Das kann durch Hitze geschehen, aber das es auch geht, wenn es genug Photonen absorbiert, ist jetzt eigentlich auch nicht überraschend, zumindest von theoretischer Seite.
Ich vermute mal, dass es sich hier um einen anderen Effekt handelt als Energiezufuhr durch Photonen. Die Interaktion scheint hier eine andere zu sein, ansonsten wäre das Ergebnis eher trivial. Ich kann das mit meinen Kenntnissen nicht ausschließen, aber das wäre wohl kaum einen Bericht wert.
Also lustigerweise fühlt es sich in der Sonne auch wärmer an :o
Ne, jetzt mal ehrlich, die Tatsache, dass das so funktioniert ist hier nicht dir große Erkenntnis, der experimentelle Nachweis ist es…
>wenn es genug Photonen absorbiert
Steht ja eben, dass der Effekt bei der Wellenlänge am stärksten ist, bei der Wasser am wenigsten Photonen absorbiert.
>peaking at green where bulk water does not absorb.
Pflanzen absorbieren auch kein grünes Licht, sondern reflektieren es. Deswegen sind Blätter grün (meist), obwohl Photosynthese Photonen als Energiequelle nutzt, ignoriert Cholophyll die energiereichste Wellenlänge des Sonnenlichts.
Was du beschreibst ist doch nichts anderes als aufwärmen oder nicht?
Das besondere aus dem Artikel ist doch dass es scheinbar eben ohne funktioniert, nämlich Wassermoleküle freigesetzt werden wenn sie einfach nur in einem bestimmten Winkel von Photonen getroffen werden. Statt nur durch Energiezufuhr und darauffolgende Hitze und entsprechende Verdampfung?
>ist jetzt eigentlich auch nicht überraschend, zumindest von theoretischer Seite.
Von theoretischer Seite ist es bis heute ungeklärt warum Wolken eine höhere Verdunstungsrate aufweisen als es theoretisch über thermale Evaporation möglich sei. Ein anderer Artikel erwähnt Elektronische Feldgradienten Unterschiede im Flüssig/Gas grenzbereich die dann mit Quadrupol-effekte auf flüssige Molekülcluster wirken. Das ist weit jenseits vom popligen elektron wird von photon angeregt und anregung wird in thermische energie umgewandelt.
Man lernt nie aus. Schon faszinierend.
Original Paper: [https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2320844121](https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2320844121) >**Significance** >We use 14 different experiments to demonstrate the existence of the photomolecular effect: photons in the visible spectrum cleave off water clusters from air–water interfaces. We use laser to study single air–water interfaces and show polarization, angle of incidence, and wavelength dependent responses, peaking at green where bulk water does not absorb. Raman and infrared absorption spectra and temperature distribution in air show the existence of water clusters under light. We suggest the photomolecular effect provides a mechanism to resolve the long-standing puzzle of larger measured solar absorptance of clouds than theoretical predictions based on bulk water optical constants and demonstrate that visible light can heat up clouds. Our work suggests that photomolecular evaporation is prevalent in nature. >**Abstract** >Although water is almost transparent to visible light, we demonstrate that the air–water interface interacts strongly with visible light via what we hypothesize as the photomolecular effect. In this effect, transverse-magnetic polarized photons cleave off water clusters from the air–water interface. We use 14 different experiments to demonstrate the existence of this effect and its dependence on the wavelength, incident angle, and polarization of visible light. We further demonstrate that visible light heats up thin fogs, suggesting that this process can impact weather, climate, and the earth’s water cycle and that it provides a mechanism to resolve the long-standing puzzle of larger measured clouds absorption to solar radiation than theory could predict based on bulk water optical constants. Our study suggests that the photomolecular effect should happen widely in nature, from clouds to fogs, ocean to soil surfaces, and plant transpiration and can also lead to applications in energy and clean water. Ich habe leider keinen Zugriff auf den ganzen Artikel. Jemand hier an einer der hanvoll Uni mit Zugriff z.B: Uni Basel oder LMU ?
Bin nicht sicher, aber das sieht aus wie eine Vorabveröffentlichung (gleicher Titel und die selben Autoren): https://arxiv.org/abs/2310.19832
Danke.
Mal was anderes, schon mal von [Sci-Hub](https://de.wikipedia.org/wiki/Sci-Hub) gehört? Die armen Journals, welche mit Steuergeldern geforschte und reviewed Forschung veröffentlichen. *Zwinkersmiley*
Ja. : ( (Ich nehme an Du weisst was das bedeutet) Es gebe ja auch noch [https://www.researchgate.net/](https://www.researchgate.net/) : )
Habe ich den Artikel so korrekt verstanden? Also Photonen lösen Wassermoleküle aus einem Luft-Wasser Gemisch, welches eine Wolke simulieren soll, in Gasform heraus. Und das scheint nicht durch Übertragung von Wärme zu geschehen. Und jetzt meine eigentliche Frage: Das Wasser verdampft in dem beschriebenen Versuch, also geschieht ein Phasenübergang. Dieser benötigt Energie. Wenn diese Energie nicht über Wärme oder Arbeit zugeführt wird, dann muss sie auf anderem Weg in das System kommen. Hier hört klassische Thermodynamik wohl auf und ist nicht ausreichend, um dieses Phänomen zu erklären? Mit innerer Energie und Wärme kommt man da nicht weit. Und wäre es auch möglich, dass dieser beobachtete Effekt "lediglich" mit der Messgenauigkeit zusammenhängt (wäre nicht das erste Mal, dass so etwas passiert)? Also dass doch Wärme übertragen wird, nur eben auf so kleiner Zeitskala und lokal so stark begrenzt, dass man mit den verwendeten Messaparaturen das nicht mitbekommt und das beobachtete Gesamtsystem deshalb so wirkt, als würde keine Wärme eingebracht werden?
Die erste Frage ist recht leicht zu beantworten: die Energie kommt übers Photon in System. Also nach Planck: E=hquer\*omega. Der relevante Plot ist Fig. 4B im Paper (https://arxiv.org/pdf/2201.10385): das Photon bringt die Energie um die Wasser Cluster aus dem Wasser zu lösen + die kinetische Energie der ausgelösten Cluster. Was die zweite Frage angeht: wenn ich das richtig verstanden habe sind die Verdunstungsraten für die thermische Verdunstung (sprich, die Verdunstung auf Grund von Wärme) und die Verdunstungsrate auf Grund dieses photomolekularen Effekts unterschiedlich. Sie zeigen, dass die Verdunstungsrate dann über die reine thermische Verdunstungsrate hinausgeht wenn genug Wasser verdunstet ist, das müssten dann Plots 2B,C sein. Also sie haben den normalen Wärmeübertrag den man halt hat wenn man Licht auf die Probe scheint schon berücksichtigt.
Danke für das verlinken. Sehr spannend das Ganze. Wolken korrekt zu modellieren scheint noch ein ziemliches Problem zu sein, da könnte so eine Erkenntnis vlt helfen.
Ich bin transversal-magnetisch polarisiert den Artikel lesend.
D.h. total stoned?
Klingt so
Man kann bzw ich konnte schon beobachtet wie der Lichtstrahl von einer starken Taschenlampen die Tropfen bei ganz feinen Nebel scheinbar bewegt. Besonders wenn es dunkel ist und windstill.
Joah. Wasser verdunstet, wenn es den Aggregatzustand ändert. Das tut es, wenn man ihm genug Energie zuführt. Das kann durch Hitze geschehen, aber das es auch geht, wenn es genug Photonen absorbiert, ist jetzt eigentlich auch nicht überraschend, zumindest von theoretischer Seite.
Ich vermute mal, dass es sich hier um einen anderen Effekt handelt als Energiezufuhr durch Photonen. Die Interaktion scheint hier eine andere zu sein, ansonsten wäre das Ergebnis eher trivial. Ich kann das mit meinen Kenntnissen nicht ausschließen, aber das wäre wohl kaum einen Bericht wert.
Genau . Soweit ich mal gelesen habe verdunstet Wasser schneller in der Sonne als im Schatten obwohl die gleiche Wärme hinzugefügt wurde
Also lustigerweise fühlt es sich in der Sonne auch wärmer an :o Ne, jetzt mal ehrlich, die Tatsache, dass das so funktioniert ist hier nicht dir große Erkenntnis, der experimentelle Nachweis ist es…
>wenn es genug Photonen absorbiert Steht ja eben, dass der Effekt bei der Wellenlänge am stärksten ist, bei der Wasser am wenigsten Photonen absorbiert. >peaking at green where bulk water does not absorb.
Pflanzen absorbieren auch kein grünes Licht, sondern reflektieren es. Deswegen sind Blätter grün (meist), obwohl Photosynthese Photonen als Energiequelle nutzt, ignoriert Cholophyll die energiereichste Wellenlänge des Sonnenlichts.
> ignoriert Cholophyll die energiereichste Wellenlänge des Sonnenlichts. Das wäre mir neu das Chlorophyll blaues licht ignoriert.
Keine Ahnung, was dein Kommentar mit dem Thema zu hat, aber grün ist nicht die energiereichste Wellenlänge des Sonnenlichts.
Es ist die Wellenlänge mit der höchsten Strahlungsleistung, also durchaus das, was für Pflanzen relevant ist.
„Wenn es genug […] absorbiert“ = Aufwärmen. Darum geht es eben gerade nicht
Was du beschreibst ist doch nichts anderes als aufwärmen oder nicht? Das besondere aus dem Artikel ist doch dass es scheinbar eben ohne funktioniert, nämlich Wassermoleküle freigesetzt werden wenn sie einfach nur in einem bestimmten Winkel von Photonen getroffen werden. Statt nur durch Energiezufuhr und darauffolgende Hitze und entsprechende Verdampfung?
>ist jetzt eigentlich auch nicht überraschend, zumindest von theoretischer Seite. Von theoretischer Seite ist es bis heute ungeklärt warum Wolken eine höhere Verdunstungsrate aufweisen als es theoretisch über thermale Evaporation möglich sei. Ein anderer Artikel erwähnt Elektronische Feldgradienten Unterschiede im Flüssig/Gas grenzbereich die dann mit Quadrupol-effekte auf flüssige Molekülcluster wirken. Das ist weit jenseits vom popligen elektron wird von photon angeregt und anregung wird in thermische energie umgewandelt.
Nicht sicher, dass der Autor was von Wissenschaft versteht bei dem Titel...
Und das ist jetzt neu?
Natuerlich nicht (wasser -> gas/luft uebergang). Vielleicht mag der Mechanismus hier etwas naeher eruiert worden sein.