Was passiert bei Anregung eines Atoms durch stehende Welle?
Im Hohlraumresonator erzeugen monochromatische elektromagnetische Wellen eine stehende Welle. Die Frequenz der Wellen entspricht der atomaren Eigenfrequenz.
Die elektrischen Wechselfelder wechselwirken mit dem Atom, sodass die Energie des Atoms zwischen Grundzustand und Anregungszustand wechselt.
Beim Relaxieren des Atoms in den Grundzustand wird ein Photon emittiert.
Beim Aufsteigen in den angeregten Zustand wird ein Photon vernichtet.
- Was wird angeregt: der Atomkern oder die Elektronen?
- Wie äußert sich der Grundzustand und angeregte Zustand? Was passiert beim Übergang?
- Gibt es denselben Effekt, wenn die Welle in nur eine Richtung geht statt zurückzukommen und es die stehende Welle nicht gibt?
- Gibt es denselben Effekt, wenn das Wechselfeld nicht von elektromagnetischen Wellen kommt sondern von Kondensatorplatten erzeugt wird? Die stehende Welle soll so imitiert werden. Gibt es dann auch eine Emission eines Photons?
1 Antwort
Würde es sinn ergeben, wenn der Atomkern angeregt wird? Nö!
Es werden meist Elektronen auf ein höheres Niveau angehoben (Jablonski-Diagramm). Fallen diese zurück wird die Energiedifferenz als Photon ausgesendet.
Denk immer daran, dass nicht nur ein S1 Zustand erreicht werdne kann, sondern auch deutlich höhere Zustände. Weiterhin geht ein Teil der Energie als Wärme etc verloren, nämlich der Zeil der die Differenz vom aktuellen zum S-Zustand wiederspiegelt. Die Energie des Photons, ist stets nur die, die vom S1 (oder Sn)-Zustand (bzw auch T1 Zustand) zum S0-Zustand entspricht.
Dann denk daran, ob eine ELEKTROMAGNETISCHE Welle (oder wie eine derartige Welle) Einfluss auf ein Atom haben kann.
Übrigens von sich aus, wird ein Elektron NIEMALS freiweillig sein Orbital wechseln bzw die Energie (und Frequenz) muss passen :)
Das optische Lichtfeld muss eben genau die Energie des Übergangs haben, klar, sonst geht das Konzept nicht auf. Ansonsten liegt bei einer Energie deutlich kleiner als der atomaren Übergangsenergie nur ein harmonischer Dipoloszillator vor.
Lies mal den Eingangstext, dort hast du einen wichtigen Hinweis
Beim Relaxieren des Atoms in den Grundzustand wird ein Photon emittiert.
Beim Aufsteigen in den angeregten Zustand wird ein Photon vernichtet.
Es geht um Photonen. Diese werden nur dann ausgesendet (soweit ich weiß) wenn die Elektronen auf ein höheres Niveau gebracht werden
Würde es sinn ergeben, wenn der Atomkern angeregt wird
Der Atomkern kann sich im angeregten Zustand befinden
Bei der Kernspinresonanz Spektroskopie wird der Atomkern angeregt mit einer elektromagnetischen Welle
Bei dem Isomerieübergang, geht der Atomkern von einem metastabilen angeregten Zustand in einen weniger hoch angeregten Zustand oder in den Grundzustand über