Physik

Erregung | Atomphysik

Anregung in der Physik die Addition einer diskreten Energiemenge (genanntAnregungsenergie ) zu einem System - wie zAtomkern , einAtom oder aMolekül - das führt zu seiner Änderung, normalerweise vom Zustand der niedrigsten Energie (Grundzustand) zu einem Zustand höherer Energie (angeregter Zustand).

Abbildung 1: Energieniveaus eines Lumineszenzzentrums (siehe Text).
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In nuklearen, atomaren und molekularen Systemen sind die angeregten Zustände nicht kontinuierlich verteilt, sondern weisen nur bestimmte diskrete Energiewerte auf. Somit kann externe Energie (Anregungsenergie) nur in entsprechend diskreten Mengen absorbiert werden.

So ist in a Wasserstoffatom (bestehend aus einem umlaufenden Elektron , das an einen Kern eines Protons gebunden ist), eine Anregungsenergie von 10,2 Elektronenvolt ist erforderlich, um das Elektron von seinem Grundzustand in den ersten angeregten Zustand zu befördern. Eine andere Anregungsenergie (12,1 Elektronenvolt) wird benötigt, um das Elektron von seinem Grundzustand in den zweiten angeregten Zustand zu heben.

Ähnlich werden die Protonen und Neutronen in Atomkernen bilden ein System , das heb- höhere Energieniveaus auf diskrete Energien durch Zuführen entsprechender Anregung. Die nuklearen Anregungsenergien sind ungefähr 1.000.000-mal höher als die atomaren Anregungsenergien. Für den Kern vonAls Beispiel für Blei-206 beträgt die Anregungsenergie des ersten angeregten Zustands 0,80 Millionen Elektronenvolt und des zweiten angeregten Zustands 1,18 Millionen Elektronenvolt.

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Die in angeregten Atomen und Kernen gespeicherte Anregungsenergie wird normalerweise als sichtbares Licht von Atomen und als Gammastrahlung von Kernen abgestrahlt, wenn sie in ihren Grundzustand zurückkehren. Diese Energie kann auch durch Kollision verloren gehen.

Der Anregungsprozess ist eines der Hauptmittel, mit denen Materie absorbiert Impulse elektromagnetischer Energie (Photonen) wie Licht und wird dadurch durch den Aufprall geladener Teilchen wie Elektronen und Alpha-Teilchen erwärmt oder ionisiert. In Atomen wird die Anregungsenergie von den umlaufenden Elektronen absorbiert, die auf höhere unterschiedliche Energieniveaus angehoben werden. In Atomkernen wird die Energie von Protonen und Neutronen absorbiert, die in angeregte Zustände überführt werden. In einem Molekül wird die Energie nicht nur von den Elektronen absorbiert, die zu höheren Energieniveaus angeregt werden, sondern auch vom gesamten Molekül, das zu diskreten Schwingungs- und Rotationsmodi angeregt wird.