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2025-07-07T19:58:15Z

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[[Datei:leuchtstoff spektrum.jpg|miniatur|(1) Zwei Darstellungen des Emissionsspektrums einer Leuchtstofflampe; die Zahlen geben die Wellenlänge (in nm) der Spektrallinien des Quecksilbers an. Weitere Banden tragen keine Zahlen – dies sind die Emissionen der durch die [[Ultraviolett|UV]]-Strahlung des Quecksilber-Plasmas angeregten [[Leuchtstoff]]e.]]
[[Datei:Hg Niederdruck Spektrum.png|miniatur|(2) Zwei Darstellungen des Spektrums einer Niederdruck-Quecksilberdampflampe. Obere Aufnahme mit einem 256-Pixel-[[Zeilensensor]]. Untere Aufnahme mit einer Kamera]]
[[Datei:Cd Niederdruck Spektrum.png|miniatur|(3) Zwei Darstellungen des Spektrums einer Niederdruck-Cadmiumdampflampe. Obere Aufnahme mit einem 256-Pixel-[[Zeilensensor]]. Untere Aufnahme mit einer Kamera]]

Ein '''Emissionsspektrum''' ist das [[Elektromagnetisches Spektrum|elektromagnetische Spektrum]], das von [[Atom]]en, [[Molekül]]en oder Materialien ausgestrahlt wird, ohne dass [[elektromagnetische Strahlung]] gleicher Frequenz eingestrahlt wird. Das Gegenstück eines Emissionsspektrums bildet das [[Absorptionsspektrum]]. Während diskrete Energieniveaus ein [[Linienspektrum]] hervorrufen, rufen [[Bändermodell|Energiebänder]] ein kontinuierliches Spektrum hervor.

Das Emissionsspektrum besteht aus einzelnen Emissionslinien oder Emissionsbanden die von einem Medium bei hohen Temperaturen, direkter elektrischer oder chemischer Anregung ausgesandt werden. Emissionsspektren wie auch [[Absorptionsspektrum|Absorptionsspektren]] werden in der [[Spektroskopie]] und speziell in der [[Atomspektroskopie]] zur qualitativen und quantitativen Analyse genutzt.<ref>{{Literatur |Titel=Emissionsspektrum|Hrsg=Ulrich Kilian u. Christine Weber|Sammelwerk=Lexikon der Physik |Verlag=Spektrum Akademischer Verlag |Datum=2003 |ISBN=978-3-860-25296-3 |Online=https://www.spektrum.de/lexikon/physik/emissionsspektrum/4281}}</ref>

== Atomspektrum ==
Ein '''Atomspektrum''' ist das Emissionsspektrum eines einzelnen isolierten [[Atom]]s, also die Intensität des von ihm ausgesandten ([[Spontane Emission|emittierten]]) [[Licht]]s als Funktion der [[Wellenlänge]] (oder Frequenz). Die einzelnen [[Spektrallinien]] des Spektrums entsprechen dabei jeweils der Energiedifferenz zwischen zwei verschiedenen [[Quantenmechanischer Zustand|Zuständen]] des Atoms, die beispielsweise durch ein absorbiertes Lichtteilchen ([[Photon]]) aufgebracht und anschließend in Form eines anderen Photons, mit jener Energie, wieder abgegeben, also emittiert werden kann. Diese Energiedifferenz (oder im Spektrum die Linie) ist [[Diskreter Wert|diskret]], kann also nicht beliebige Werte annehmen, so dass jedes Atom – entsprechend seiner spezifischen [[Elektronenkonfiguration]] – nur Photonen ganz bestimmter, diskreter Wellenlängen emittieren kann, die dabei charakteristisch für die einzelnen [[Chemisches Element|chemischen Elemente]] sind.

Dass die „Linien“ im Spektrum (‚peaks‘) dabei exakterweise Kurven mit einer bestimmten Breite sind, beruht dagegen auf Quanteneffekten. So zeigt ein Vergleich der beiden oberen Bilder (1, 2), dass die Spektral„linien“ mit steigendem Gasdruck breiter werden und die Breite dieser „Linien“ bei sehr hohem Druck so weit ansteigen kann, dass man praktisch ein Lichtkontinuum ähnlich dem eines strahlenden Festkörpers beobachtet. Ursache dieses Effekts ist die mit steigendem Druck zunehmende Häufigkeit gegenseitiger Störungen der Atome bei ihrem Zusammenprall. Am Beispiel der Spektrallinie bei 491,6 nm ist gut zu erkennen, wie stark die relative Intensität dieser Linie vom jeweiligen Gasdruck abhängt.

Im unteren Bild (3) erkennt man eine andere Charakteristik der Spektrallinien für das Element Cadmium.

Wird durch [[Absorption (Physik)|Absorption]] eines Photons ein [[Elektron]] gänzlich von seinem Atom gelöst, spricht man von einer [[Ionisierung]] dieses Atoms, für die, abhängig vom Ausgangszustand des Elektrons, eine bestimmte Mindestenergie notwendig ist. Energiezufuhren über diese Mindestenergie hinaus führen damit stets zu einer Ionisierung, was erklärt, weshalb in diesem Energiebereich dann auch, abweichend vom bisher Gesagten, [[Kontinuum (Physik)|Kontinua]] möglich sind. Den umgekehrten Vorgang, d. h. die [[Spontane Emission|Emission]] eines Photons beim Einfangen eines Elektrons durch ein positives [[Ion]], nennt man [[Rekombination (Physik)|Rekombination]], bei der ebenfalls, wie gerade erläutert, eine kontinuierliche Strahlung entstehen kann, das sogen. [[Grenzkontinuum]].

== Molekülspektrum ==
Ein Molekülspektrum ist im Ergebnis eines Spektrums dem beschriebenen Atomspektrum gleich. Allerdings sind die Energieniveaus zumeist anders und so liegen die relevanten Linien im Infraroten.

== Emissionsspektrum eines festen oder flüssigen Materials ==
Während das Emissionsspektrum verdünnter Gase ein [[Linienspektrum]] ergibt, emittieren heiße Festkörper und Flüssigkeiten ein kontinuierliches Spektrum, weil die einzelnen Atome zusätzlich miteinander wechselwirken und somit die diskreten [[Quantenmechanischer Zustand|Quantenzustände]] ineinander übergehen. Solch ein kontinuierliches Spektrum lässt sich berechnen, indem man das Spektrum eines [[Schwarzer Körper|Schwarzen Strahlers]] ([[Plancksches Strahlungsgesetz]]) gleicher Temperatur mit dem [[Absorptionskoeffizient]]en für elektromagnetische Strahlung des „Objekts“ bei der jeweiligen Wellenlänge multipliziert.

== Weblinks ==
{{Wiktionary}}
* [https://www.leifiphysik.de/atomphysik/atomarer-energieaustausch/grundwissen/spektren Emissions- und Absorptionsspektrum] auf Schülerniveau ([[LEIFI]])
* {{TIBAV |10890 |Linktext=Absorptions- und Emissionsspektrum von Natrium |Herausgeber=IWF |Jahr=2004 |DOI=10.3203/IWF/C-14885 }}
* {{Literatur |Titel=Atomspektrum|Hrsg=Ulrich Kilian u. Christine Weber|Sammelwerk=Lexikon der Physik |Verlag=Spektrum Akademischer Verlag |Datum=2003 |ISBN=978-3-860-25296-3 |Online=https://www.spektrum.de/lexikon/physik/atomspektrum/910}}

== Einzelnachweise ==
<references />

{{Normdaten|TYP=s|GND=4152081-6}}

[[Kategorie:Elektromagnetisches Spektrum]]
[[Kategorie:Atomphysik]]
[[Kategorie:Beobachtungsmethode der Astronomie]]

Emissionsspektrum - Versionsgeschichte

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