Spin des Elektrons in optischen Übergängen

Hyd Rogen · Gast

Meine Frage:
Hi,

Ich habe eine kurze Frage: Kann ein Elektron den Spin wechseln, bei einem optischen Übergang in z.B. einem Wasserstoff Atom? Also kann das Elektron den Übergang

machen?

Grüsse

Meine Ideen:
-

pressure · Anmeldungsdatum: 22.02.2007 Beiträge: 2496

Die Auswahlregeln sind:

Also ja, ein solcher Übergang ist möglich, aber nur wenn sich gleichzeitig die Drehimpulsquantenzahl 1 ändert.

Hyd Rogen · Gast

Vielen Dank für die Antwort! smile

Noch eine zusätzliche Frage:

Telefonmann · Anmeldungsdatum: 05.10.2011 Beiträge: 501

Hallo Hyd Rogen,

bei der Anregung von Atomen durch elektromagnetische Strahlung gilt die Drehimpulserhaltung. Da Photonen einen inneren Drehimpuls (Spin) gleich 1 (mal

) besitzen wird bei der Absorption eines Photons dieser Drehimpuls auf das Elektron übertragen. Dabei gibt es die drei folgenden Möglichkeiten:

a) einem Spin-Flip http://de.wikipedia.org/wiki/Spin-Flip mit dem Beispiel http://de.wikipedia.org/wiki/HI-Linie, was in der Radioastronomie eine wichtige Rolle spielt und deiner Ausgangsfrage vermutlich am nächsten kommt

b) einer Anregung innerhalb des Atoms mit den zugehörigen Auswahlregeln http://de.wikipedia.org/wiki/Auswahlregel

c) Ionisation des Atoms.
Gruß

Hyd Rogen · Gast

Hi,

Vielen Dank für die Links. Das mit dem erhaltenen Drehimpuls macht natürlich Sinn. Wenn ich eure Hilfe weiter beanspruchen darf:

Konkret ging es um eine Aufgabe, in welcher für n=3 das Valenzelektron vom P-Orbital ins S-Orbital wechsle und man soll dazu die möglichen Übergänge angeben.

Ich habe mir dazu folgendes überlegt: Die möglichen Zustände in der

Notation sind

Die möglichen Übergänge sind mit den Auswahlregeln

,

und

Stimmt das soweit?

Als zweite Teilaufgabe werde dann ein äusseres Magnetfeld in z-Richtung dazugenommen. Das ergibt eine Perturbation der Energielevels (wenn ich mich recht erinnere) um

Und nun soll man bestimmen wieviele Spektrallinien bei den P -> S Übergängen zu sehen sind. Wie rechnet man das nun am geschicktesten aus? Wäre folgende Überlegung richtig?

Für einen Übergang innerhalb des P-Orbitals muss das Elektron den Spin wechseln
Für einen Übergang vom P- zum S-Orbital muss das Elektron den Drehimpuls um 1 kleiner machen. Dann ist . Kann das Elektron nun den Spin ebenfalls wechseln, so ist und damit .

Da die Energieunterschiede zwischen S- und P-Orbitalen grösser sein dürften als die Perturbationen, käme ich damit auf 2 + 7 = 9 Spektrallinien. Kann das sein?

Über Rückmeldung würde ich mich sehr freuen, da ich mir extrem unsicher bin, ob das nun so wirklich Sinn macht.

Hyd Rogen · Gast

Bzw. für Übergänge vom P-Orbital ins S-Orbital wären es dann natürlich "nur" die 7 Spektrallinien unter dem weiten Punkt.

Telefonmann · Anmeldungsdatum: 05.10.2011 Beiträge: 501

Hyd Rogen · Gast

Hi Telefonmann,

Vielen Dank noch einmal für die Hinweise.

Grüsse Prost