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Lexikon der Physik: Stoßanregung

Stoßanregung, Prozeß der Anregung eines Atoms oder Moleküls (Target) durch Stoß mit einem anderen Teilchen (Projektil). Dabei wird ein Teil der Energie des Projektils dazu verwendet, das Target in einen Eigenzustand höherer Energie zu überführen. Ist der Energieübertrag größer als die Ionisationsenergie des Targets, so wird dieses ionisiert, und man spricht von Stoßionisation. Die Abbildung zeigt eine Übersicht über mögliche Prozesse.

Bei der Elektronenstoßanregung ist das Projektil ein Elektron, das beim Stoß Energie an das Target-Teilchen abgibt und dieses in einen angeregten Zustand überführt.

Bei der Atomstoßanregung sind beide Stoßpartner Atome, das Projektil kann sich dabei im Grundzustand oder in einem angeregten Zustand befinden. In Analogie spricht man von Ionenstoßanregung, wenn das Projektil ein Ion ist.

Um das Ablaufen eines solchen Prozesses zu gewährleisten, müssen die Erhaltungssätze für Energie, Impuls und Drehimpuls erfüllt sein. Ist ein bestimmter Prozeß erlaubt, so ist auch seine Umkehrung erlaubt. In Umkehrung der Elektronenstoßanregung kann ein angeregtes Atom seine Anregungsenergie in einem Stoß an ein Elektron abgeben, welches dadurch in einen Zustand höherer kinetischer Energie übergeht. Dieser Prozeß wird auch Stoß zweiter Art genannt.

Die Wahrscheinlichkeit für das Ablaufen eines Stoßanregungsprozesses ist bestimmt durch den Wirkungsquerschnitt des Prozesses für eine bestimmte Kombination von Target und Projektil. Er gibt, klassisch betrachtet, die Querschnittsfläche an, innerhalb derer das Projektil am Target vorbeifliegen muß, um die Anregung auszulösen. Neben der Absorption elektromagnetischer Strahlung ist die Stoßanregung der wichtigste Anregungsprozeß der Atomspektroskopie. Ein Spezialfall der Stoßanregung ist die thermische Anregung, bei der die Anregung durch Stöße zwischen Atomen mit thermischer Geschwindigkeitsverteilung in einem Gas bestimmter Temperatur erfolgt. (Anregung)



Stoßanregung: Übersicht möglicher Prozesse, a) Stoßanregung, b) Stoßionisation, c) Stoß 2.Art (P: Projektil, A: Targetatom im Grundzustand, A*: Targetatom im angeregten Zustand, I+: Ion). Das Projektil kann ein Elektron, Atom oder Ion sein.

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Andrea Greiner, Heidelberg [AG1] (A) (06)
Uwe Grigoleit, Weinheim [UG] (A) (13)
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Dr. Angelika Fallert-Müller, Groß-Zimmern [AFM] (A) (16, 26)
Stephan Fichtner, Heidelberg [SF] (A) (31)
Dr. Thomas Filk, Freiburg [TF3] (A) (10, 15)
Natalie Fischer, Walldorf [NF] (A) (32)
Dr. Thomas Fuhrmann, Mannheim [TF1] (A) (14)
Christian Fulda, Hannover [CF] (A) (07)
Frank Gabler, Frankfurt [FG1] (A) (22)
Dr. Harald Genz, Darmstadt [HG1] (A) (18)
Prof. Dr. Henning Genz, Karlsruhe [HG2] (A) (Essays Symmetrie und Vakuum)
Dr. Michael Gerding, Potsdam [MG2] (A) (13)
Andrea Greiner, Heidelberg [AG1] (A) (06)
Uwe Grigoleit, Weinheim [UG] (A) (13)
Gunther Hadwich, München [GH] (A) (20)
Dr. Andreas Heilmann, Halle [AH1] (A) (20, 21)
Carsten Heinisch, Kaiserslautern [CH] (A) (03)
Dr. Marc Hemberger, Heidelberg [MH2] (A) (19)
Dr. Sascha Hilgenfeldt, Cambridge, USA (A) (Essay Sonolumineszenz)
Dr. Hermann Hinsch, Heidelberg [HH2] (A) (22)
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Dr. Gert Jacobi, Hamburg [GJ] (B) (09)
Renate Jerecic, Heidelberg [RJ] (A) (28)
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Priv.-Doz. Dr. Axel Lorke, München [AL] (A) (20)
Prof. Dr. Jan Louis, Halle (A) (Essay Stringtheorie)
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Holger Mathiszik, Celle [HM3] (A) (29)
Dr. Dirk Metzger, Mannheim [DM] (A) (07)
Dr. Rudi Michalak, Dresden [RM1] (A) (23; Essay Tieftemperaturphysik)
Günter Milde, Dresden [GM1] (A) (12)
Helmut Milde, Dresden [HM1] (A) (09)
Marita Milde, Dresden [MM2] (A) (12)
Prof. Dr. Andreas Müller, Trier [AM2] (A) (33)
Prof. Dr. Karl Otto Münnich, Heidelberg (A) (Essay Umweltphysik)
Dr. Nikolaus Nestle, Leipzig [NN] (A, B) (05, 20)
Dr. Thomas Otto, Genf [TO] (A) (06)
Priv.-Doz. Dr. Ulrich Parlitz, Göttingen [UP1] (A) (11)
Christof Pflumm, Karlsruhe [CP] (A) (06, 08)
Dr. Oliver Probst, Monterrey, Mexico [OP] (A) (30)
Dr. Roland Andreas Puntigam, München [RAP] (A) (14)
Dr. Gunnar Radons, Mannheim [GR1] (A) (01, 02, 32)
Dr. Max Rauner, Weinheim [MR3] (A) (15)
Robert Raussendorf, München [RR1] (A) (19)
Ingrid Reiser, Manhattan, USA [IR] (A) (16)
Dr. Uwe Renner, Leipzig [UR] (A) (10)
Dr. Ursula Resch-Esser, Berlin [URE] (A) (21)
Dr. Peter Oliver Roll, Ingelheim [OR1] (A, B) (15)
Hans-Jörg Rutsch, Walldorf [HJR] (A) (29)
Rolf Sauermost, Waldkirch [RS1] (A) (02)
Matthias Schemmel, Berlin [MS4] (A) (02)
Prof. Dr. Erhard Scholz, Wuppertal [ES] (A) (02)
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Cornelius Suchy, Brüssel [CS2] (A) (20)
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Rolf vom Stein, Köln [RVS] (A) (29)
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