Druckverbreiterung
Von Spektrallinien
Basiswissen
Reale Spektrallinien, etwa von Sternen, sind nicht beliebig dünn sondern haben immer eine gewisse Breite. Dafür gibt es mehrere Ursachen. Verschiedene Ursachen hängen eng mit dem Druck in einem Gas zusammen.
Photonenemission
- In der Hülle von Atomen befinden sich Elektronen.
- Diese können in einen wenige stabilen Energiezuständen existieren.
- Die Zustände dazwischen sind nicht stabil, man beobachtet dort keine Elektronen.
- Elektronen können zwischen stabilen Zuständen wechseln.
- Dabei können sie Photonen (Lichtteilchen) aussenden.
- Diese Photonen unterliegen dem Welle-Teilchen-Dualismus ↗
- Man kann ihnen also auch eine Wellenlänge und Frequenz zuordnen.
- Diese Wellenlänge l und Frequenz f bestimmen die Lage im Spektrum.
- Also: die erlaubten Elektronenzustände bestimmen mögliche l- und f-Werte.
Einfluss des Gasdrucks
- Welche Elektronenzustände in einem Atom erlaubt sind ist beeinflussbar.
- Eine Einflussquelle ist die Nähe anderer Atome.
- Kommen sich Atome sehr nah, ändern sich die erlaubten Elektronenzustände.
- Dies kann wiederum mit vielen unterschiedlichen Prinzipien zusammenhängen.
- Allgemein kann man sagen: hoher Druck in einem Gas = große Nähe der Atome.
- Also: hoher Druck ⭢ starke Veränderung der erlaubten Bahnen.
- Damit werden in Gasen mit hohem Druck viele verschiedene Übergänge möglich.
- Viele mögliche Übergänge heißt auch: viele mögliche Wellenlängen.
- Dadruch entsteht die Verbreiterung beobachteter Spektrallinien.