Liste der Emissionslinien von Wasserstoff
Atome können durch Energieaufnahme oder Energieabgabe ihr energetisches Niveau ändern. Eine Möglichkeit der Energieabgabe ist die Emission eines Photons, wobei die Energiedifferenz des Atoms (Energiezustand vor und nach Ausstrahlung des Photons) auf das Photon übertragen wird. Höherenergetische Photonen haben eine kürzere Wellenlänge, während Photonen mit niedrigerer Energie eine längere Wellenlänge haben und somit einem ursprünglich auch geringeren Energieunterschied entsprechen. Basierend auf der Quantenmechanik des Atomaufbaus kann ein Atom ausschließlich diskrete Energiezustände annehmen, deren Energie-Differenzen sich als unterschiedliche Photonen-Wellenlängen zeigen. Ebenso kann man über die beobachtbaren Wellenlängen auf die Energiedifferenzen und somit auf den inneren Aufbau eines Atoms schließen (Atomspektroskopie). Das Emissionsspektrum ist ähnlich eindeutig wie ein Fingerabdruck, so dass bspw. in der Metallurgie mit Hilfe eines Funkenspektrometers auf die prozentuale Zusammensetzung der Schmelze geschlossen werden kann. Hierbei gibt die Lage der Emissionslinien Auskunft über die in der Schmelze enthaltenen Bestandteile (Qualität) und die Stärke der bewerteten Linien über die (Quantität) der Bestandteile der Schmelze.
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[Verbergen]Qualität und Quantität der Angaben[Bearbeiten]
Wenn gleich die hier wiedergegebenen Daten in den meisten Fällen hinreichende Genauigkeiten bieten, so gibt es doch Anwendungsfälle, in denen genauere Daten notwendig sind oder gewonnen werden. Über die exakte Lage der Emissionslinien (sub-pm-Bereich) herrscht oftmals noch Unklarheit. Zu berücksichtigende Punkte während der experimentellen Ermittlung der Emissionslinien sind unter anderem: Dopplerverbreiterung, Druckverbreiterung, Ionisierungsgrad, Isotopenverhältnis, Instrumentenverbreiterung. Des Weiteren muss bemerkt werden, dass einige, theoretisch vorhergesagten Linien (z.B. Pfund-Serie) in der Praxis gar nicht oder an anderer Stelle erscheinen. Dies zeigt, dass selbst das vergleichsweise einfache Model des H-Atomkerns noch immer nicht vollständig verstanden wurde.
Tabellarische Übersicht[Bearbeiten]
Als Besonderheit gilt, dass Wasserstoff (trivialer Weise) ausschließlich in einfachem Ionisierungsgrad in Form von H I (sprich "H1") auftreten kann, wenn gleich spektrale Besonderheiten durch Deuterium und Tritium entstehen können (Isotopenverunreinigung).
| Wellenlänge (nm) | visuelle Erscheinung | Spektralbereich | historische Bezeichnung |
|---|---|---|---|
| 92,6226 | (nicht sichtbar) | Vakuum-UV-Strahlung | Lyman-Serie |
| 93,0748 | |||
| 93,7803 | |||
| 94,9743 | |||
| 97,2537 | |||
| 102,5722 | |||
| 121,5668 | |||
| 121,5674 | |||
| 383,5384 | violett | sichtbare Strahlung | Balmer-Serie |
| 388,9049 | violett | ||
| 397,0072 | violett | ||
| 410,174 | blau | ||
| 434,047 | blau | ||
| 486,133 | türkis | ||
| 656,272 | rot | ||
| 656,2852 | rot | ||
| 954,597 | (nicht sichtbar) | Infrarot-Strahlung | Paschen-Serie |
| 1004,94 | |||
| 1093,81 | |||
| 1281,81 | |||
| 1875,1 | |||
| 2165,53 | Infrarot-Strahlung | Brackett-Serie | |
| 2625,15 | |||
| 4051,16 | |||
| 4652,51 | Infrarot-Strahlung | Pfund-Serie | |
| 7457,8 |
Literatur[Bearbeiten]
Weblinks[Bearbeiten]
- Umfangreiche Datenbank mit 568 Emissionslinien des Wasserstoffs des National Institute of Standards and Technology (Kramida, A., Ralchenko, Yu., Reader, J., and NIST ASD Team (2014). NIST Atomic Spectra Database (ver. 5.2))
