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Lexikon der Optik: Spektrallinie

Spektrallinie, Linie, mehr oder weniger scharf definierter Wert der Frequenz bzw. Wellenlänge, bei der ein Atom oder Molekül Licht aussendet. Die Emission ist mit einem Übergang von einem höheren zu einem tieferen Energieniveau des atomaren Systems verknüpft. Bei der gleichen Frequenz vermag das Atom oder Molekül auch einfallendes Licht zu absorbieren, was mit einem Übergang in umgekehrter Richtung Hand in Hand geht. Die Mittenfrequenzen der S. sind durch die Resonanzfrequenzen des atomaren Systems, d.h. die Abstände zwischen jeweils zwei Energieniveaus, in Einheiten des Planckschen Wirkungsquantums h, gegeben (Bohrsche Frequenzbedingung).

Eine S. besitzt eine endliche Linienbreite. Die Intensität einer S., gemessen als die von der Volumeneinheit des Stoffes in der Zeiteinheit ausgesandte Energie, ist gegeben durch das Produkt hνn2A21, wobei ν die Lichtfrequenz, n2 die räumliche Dichte der angeregten Atome bzw. Moleküle und A21 den Einstein-Koeffizienten für spontane Emission bezeichnen. Andererseits ist bei resonanter Einstrahlung die von der Volumeneinheit in der Zeiteinheit absorbierte Energie gleich hνn1B12ur) mit n1 als der Dichte der im Grundzustand befindlichen atomaren Systeme, B12 als dem Einstein-Koeffizienten für Absorption und ur) als der an der Resonanzfrequenz νr genommenen, auf die Einheit des Frequenzintervalls bezogenen Energiedichte der Strahlung. Als Maß für die Stärke einer S. wird üblicherweise die Oszillatorstärke benutzt.

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