Elektronenübergänge

Wasserstoff-Energieniveaus

Dieses Bild des Bohrschen Modells zeigt die "Bahnen" und die "Bahnradien", wobei zu beachten ist, dass sie jeweils nur die wahrscheinlichsten Werte aus einem gewissen Bereich repräsentieren. Werden die Radialen Wahrscheinlichkeiten der Zustände für das Verständnis der Wahrscheinlichkeitsverteilung genutzt, so kann das Bohrmodell als konzeptionelles Gerüst übertragen werden.

Wasserstoff Energieniveaus

Die Grundstruktur der Wasserstoffenergieniveaus kann aus der Schrödingergleichung berechnet werden. Die Niveaus stimmen mit dem früheren Borschen Atommodell überein und decken sich mit experimentellen Befunden im Bereich von Bruchteilen eines Elektronenvolts.

Schaut man die Wasserstoffenergieniveaus mit extrem hoher Auflösung an, so findet man andere kleine Effekte, die die Energie beeinflussen. Das 2p Niveau spaltet durch die Spin-Bahn-Kopplung in ein Paar von Linien auf. Das 2s und das 2p Niveau unterscheiden sich auch ein wenig, was Lamb-Shift genannt wird. Sogar der 1s Grundzustand ist durch die Wechselwirkung von Elektronenspin mit Kernspin aufgespalten, Hyperfeinstruktur genannt.

Wasserstoffspektrum

Dieses Spektrum wurde erzeugt durch eine mit Wasserstoffgas gefüllte Glasröhre, an die 5000 Volt angelegt wurden. Aufgenommen wurde es mit einem Beugungsgitter mit 600 Spalte/mm. Die Farben können durch Unterschiede in den Darstellungen nicht wahrheitsgemäß angezeigt werden.

Links zu sehen ist eine Wasserstoffspektrallampe, durch einen 5000 Volt Transformator angeregt.Die drei Hauptlinien sind rechts durch ein 600 Spalt/mm Beugungsgitter zu sehen. Eine grobe Einordnung der Spektralfarben: Violett (380-435nm) Blau(435-500 nm) Cyan (500-520 nm) Grün (520-565 nm) Gelb (565- 590nm) Orange (590-625 nm) Rot (625-740 nm)

Aus den Atomen verschiedener Elemente kann Strahlung aus jedem Bereich des elektromagnetischen Spektrums kommen. Eine grobe Einteilung einiger Strahlungsarten nach Wellenlänge lautet:

• Infrarot   > 750 nm
• Sichtbar   400 - 750 nm
• Ultraviolett   10-400 nm
• Röntgenstrahlung   < 10 nm

Gemessenes Wasserstoffspektrum

Wellenlänge (nm) Relative Intensität Übergang Farbe 383.5384 5 9 -> 2 Violett 388.9049 6 8 -> 2 Violett 397.0072 8 7 -> 2 Violett 410.174 15 6 -> 2 Violett 434.047 30 5 -> 2 Violett 486.133 80 4 -> 2 Blaugrün (Cyan) 656.272 120 3 -> 2 Rot 656.2852 180 3 -> 2 Rot