Angeregter Zustand zum Grundzustand

Kolabit · Gast

Meine Frage:
Hallo,

Elektronen können vom Grundzustand in einen angeregten Zustand gelangen. Nehmen wir als Beispiel Helium. Ein Außenelektron kann sofort in die 4 Schale übergehen, ohne auf Schale 2 oder 3 übergegangen zu sein. Jetzt kanm es von der vierten Schale auf die dritte übergehen und emmittiert Photonen.

Meine Ideen:
Meine Frage lautet: wenn das Elektron vom vierten in den dritten Zustand übergeht, befindet sich das Atom immer noch im angeregten Zustand. Geht das Elektron dann wieder ganz runter in den Grundzustand ohne zuerst auf Schale 2 überzugehen? Oder geht es auf die zweite Schale und dann in den Grundzustand über, also werden dann Photonen mit drei unterschiedlicher Wellenlängen emmitiert? Wie kann ich mir das vorstellen?

elbilo · Anmeldungsdatum: 12.02.2018 Beiträge: 152

Du kannst dir das folgendermaßen vorstellen:

Begibt sich im Atom ein Elektron von seinem ursprünglichen energetischen Zustand (sagen wir mal n=2) durch eine Energieaufnahme auf einen höheren energetischen Zustand (sagen wir n=4), dann ist nun der Platz, auf dem sich das Elektron ursprünglich befand, nicht mehr besetzt. Da jedoch höhere Energiezustände, wie n=3, voll besetzt sind, muss dieser Platz wieder aufgefüllt werden und das von einem Elektron mit einem höheren Energiezustand (also n>2). Dabei ist es egal und ist rein zufällig, von welchem Energiezustand das auffüllende Elektron kommt. Hierbei kann es jedoch auch zu einer Kettenreaktion führen, denn angenommen, wir haben ein Atom, bei dem die ersten 4 Energiezustände vollständig ausgefüllt sind. Nimmt nun ein Elektron aus dem Zustand n=1 Energie auf, dann begibt es sich auf den höheren Zustand n=5. Nun ist jedoch bei n=1 ein Platz frei geworden, der aber nach dem Pauli-Prinzip wieder aufgefüllt werden muss. Hierzu kann dann z.B. aus dem 2. Energiezustand (n=2) ein Elektron diesen Platz auffüllen, wobei dann elektromagnetische Strahlung, also ein Photon, emittiert wird. Nun ist jedoch im 2. Energiezustand ein Platz frei geworden, der wieder aufgefüllt werden muss, da auch höhere Energiezustände besetzt sind. So geht das dann weiter, bis sich das Atom wieder in seinem ursprünglichen Zustand befindet. Es können also dadurch unterschiedliche elektromagnetische Wellen emittiert werden, da nicht bei allen Quantensprünge der gleiche Energiebetrag frei wird.

Ich hoffe das hat es etwas erklärt, hab es auf Schulniveau so erklärt, ich hoffe physikalisch korrekt. Die weisen Physikstudenten können mich falls nötig korrigieren.

Gruß
elbilo

PS.: Das Schalenmodell ist vom quantenmechanischen Orbitalmodell abgelöst worden, da die Annahme, dass sich Elektronen auf konkreten Bahnen im Atom bewegen, quantenmechanisch nicht zulässig ist. Darum spricht man allgemein nicht von Schalen, sondern (diskreten) Energieniveaus.