Emissionsspektrum

Ein Emissionsspektrum ist das elektromagnetische Spektrum, das von Atomen, Molekülen oder Materialien ausgestrahlt wird, ohne dass elektromagnetische Strahlung gleicher Frequenz eingestrahlt wird. Das Gegenstück eines Emissionsspektrums bildet das Absorptionsspektrum.  

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Atomspektrum

Ein Atomspektrum ist das Emissionsspektrum eines einzelnen isolierten Atoms, also die Intensität des von ihm ausgesandten (emittierten) Lichts als Funktion der Wellenlänge (oder Frequenz). Die Spektrallinien entsprechen jeweils der Energiedifferenz zwischen zwei verschiedenen Zuständen des Atoms. Diese Energiedifferenz wird beispielsweise durch ein absorbiertes Lichtteilchen, ein Photon, aufgebracht und dann in Form eines Photons, mit jener Energie, abgegeben, d.h. emittiert. Diese ist daher diskret, kann also nicht beliebige Werte annehmen, was auch bedingt, dass jedes Atom - entsprechend seiner Elektronenkonfiguration - nur diskrete Wellenlängen emittieren kann. Die emittierten Wellenlängen sind daher spezifisch für ein bestimmtes Element und den Anfangs- und Endzustand.

Wird durch Absorption eines Photons ein Elektron ganz vom Atom gelöst, spricht man von einer Ionisierung des Atoms. Hierfür ist, abhängig vom Ausgangszustand des Elektrons, eine bestimmte Mindestenergie notwendig. Da für einen kontinuierlichen Energiebereich über der Mindestenergie eine Ionisierung möglich ist, spricht man von einem Kontinuum. Der umgekehrte Vorgang, die Emission eines Photons beim Einfangen eines Elektrons, nennt man Rekombination des Elektrons mit dem positiven Ion.

Emissionsspektrum eines festen oder flüssigen Materials

Während das Emissionsspektrum verdünnter Gase also ein Linienspektrum ist, emittieren heiße Festkörper und Flüssigkeiten ein kontinuierliches Spektrum, weil die einzelnen Atome miteinander wechselwirken und keine diskreten Quantenzustände mehr haben. Dieses Spektrum lässt sich berechnen, indem man das Spektrum eines Schwarzen Strahlers (Plancksches Strahlungsgesetz) gleicher Temperatur mit dem Absorptionskoeffizienten für elektromagnetische Strahlung des Objekts bei der jeweiligen Wellenlänge multipliziert.