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Tutorial MenueAtomabsorptionsspektrometrieLerneinheit 8 von 10

Spektrallinien

Breite und Profil der Spektrallinien

Bisher wurde angenommen, dass es sich bei den Spektrallinien wirklich um Linien einer bestimmten Frequenz bzw. Wellenlänge handelt. Bei genauerer Untersuchung durch hochauflösende Spektralapparate stellt man aber fest, dass sie stets eine gewisse Breite besitzen, die nicht von den Apparaten selbst herrührt und nur durch Variation der physikalischen Bedingungen verändert werden kann.

Abb.1
Spektrallinien-Breite

Eine Spektrallinie hat stets eine gewisse Breite. ν 0 ist die Zentralfrequenz und Δ ν 1 / 2 die Halbwertsbreite, d. h. die Breite auf halber Höhe des Spitzenwertes.

  • Spektrallinien haben stets eine gewisse Restbreite, die nicht weiter verringert werden kann und die durch die endliche Lebensdauer der angeregten Zustände eines Atoms verursacht wird. Dies ist die so genannte natürliche Linienbreite.
  • Durch Verringerung der Temperatur und damit der thermischen Geschwindigkeit der Atome erreicht man eine Reduktion der Linienbreite. Ein Teil der Linienverbreiterung wird also durch den Dopplereffekt verursacht, der Effekt selbst wird demnach als Dopplerverbreiterung bezeichnet.
  • Durch Verringerung des Gasdrucks in der Quelle (falls diese ein strahlendes Gas ist) kann man die Linienbreite ebenfalls verkleinern. Ein Teil derselben kommt durch die Druckverbreiterung zustande, bedingt durch die Verringerung der Lebensdauer der angeregten Atomzustände aufgrund der häufigen Stöße der Atome untereinander.
  • Schließlich gibt es in der Atomabsorptionsspektroskopie (AAS) auch noch das Phänomen der Selbstabsorption und -umkehr.
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