Basiswissen

Als Emissionsspektrum bezeichnet man bestimmte Wellenlängen elektromagnetischer Strahlung die zu bestimmten Atomsorten gehören. Zwischen einzelnen Farben dürfen, müssen aber keine Lücken sein.^[1] Um elektromagnetische Strahlung auszusenden, das heißt zu emittieren, kann man Atome zum Beispiel anregen, das heißt, sie in einen höheren Energiezustand versetzen.

Bildbeschreibung und Urheberrecht — Man sieht Emissionsslinien, möglicherweise von Wassserstoff © Stkl ☛

Definition

Atome haben Elektronen in ihrer Hülle. Einzelne Elektronen in der Atomhülle können von außerhalb des Atoms Energie aufnehmen und diese später wieder abgeben. Die Elektronen bestimmter Atomsorten geben dabei die Energie immer nur in Form bestimmter elektromagnetischer Wellen mit immer gleicher Wellenlänge ab. Diejenigen Wellenlängen die von einem bestimmten Atom abgegeben werden können nennt man sein Emissionsspektrum.

Aussehen

Bringt man zum Beispiel Wasserstoffgas in einer Gasentladungsröhre zum Leuchten, fängt das Gas an zu leuchten. Das Auge sieht dann das Gas in einer bestimmten Farbe leuchten. In einem Spektroskop kann man dieses Licht dann in verschiedene Einzelfarben verschiedener Wellenlängen zerlegen. Man sieht in dem Gerät (oder auf einem Photo) dann einen farblosen Streifen auf dem einzelne wenige bunte Linien zu erkennen sind. Jede Linie hat eine andere Farbe. Jede dieser Emissionslinien entspricht dann einer bestimmten Wellenlänge, die die Elektronen des Atoms abgeben können.

Wellenlänge oder Frequenz?

Es wird oft wahlweise von Frequenz oder Wellenlänge gesprochen.

Zu einer bestimmten Frequenz gehört immer eindeutig eine feste Wellenlänge.

Man kann sagen: Wellenlänge ist eine Funktion der Frequenz.

Es gilt die Umrechnungsformeln: c = l·f

c = Lichtgeschwindigkeit

l = Wellenlänge

f = Frequenz

Unterschied zwischen Emissions- und Absorptionsspektrum

Neben dem Emissionsspektrum spricht man auch von einem Absorptionsspektrum. Die Elektronen in der Atomhülle geben elektromagnetische Strahlung nicht nur in festgelegten Wellenlängen ab, sondern sie nehmen sie auch nur in diesen atomsortenspezifischen Wellenlängen auf. Dieser Effekt führt im Elektroskop zu einem Band aus fließend ineinander übergehenden Farben mit einzelnen dunklen Strichen darin. Mehr dazu unter Absorptionsspektrum ↗

Fußnoten

[1] Als Spektrum bezeichnet man heute "jede Häufigkeits- oder Intensitätsverteilung der von einer physikalischen Größe angenommen Werte". Aber: "Ursprünglich verstand man unter Spektrum nur das farbige Lichtband, das entsteht, wenn man weißes Licht (z. B. Sonnenlicht) durch einen Spalt auf ein Prisma oder Gitter fällt …" In: Brockhaus in Achtzehn Bänden. F. A. Brockhaus. Leipzig, Mannheim. 2002. ISBN für alle Achtzehn Bände gemeinsam: 3-7653-9320-7. Dort der Band 13, Seite 200.