Fraunhofer Linien - Emmission und Absorption

Wissenschaft Physik
#1

Liebes Forum,

weil einzelne Elektronen bestimmter Elemente der Sonnenatmosphäre auf höhere Schalen gehoben werden, entstehen die Fraunhofer Linen. (Absorption) Nun meine Frage: Die Elektronen „fallen“ doch auch irgendwann wieder herunter und geben ein Lichtquant ab. (Spontane Emission) Wieso schließt diese spontane Emission nicht automatisch die Lücken im Spektrum? Es „fallen“ doch wahrscheinlich im Schnitt genauso viele Elektronen herunter, wie heraufgehoben werden.

Bin auf Eure Ideen und Antworten gespannt.
Vielen Dank!

#2

Hallo!

Es „fallen“ doch wahrscheinlich im Schnitt genauso
viele Elektronen herunter, wie heraufgehoben werden.

Im Allgemeinen stimmt das so nicht. Sie müssen nur ihre überschüssige Energie wieder loswerden. Dafür gibt es aber mehrere Möglichkeiten:

  • Emission eines Photons einer (oder mehrerer) anderer Linien
  • Emission eines Elektrons (Das nennt sich „Auger-Elektronen-Emission“. Im optischen Spektralbereich reicht die Energie dafür kaum aus, eher im Röntgenbereich. Aber der Vollständigkeit wollte ich es angeben).
  • Stöße 2. Art: http://de.wikipedia.org/wiki/Sto%C3%9F_zweiter_Art
  • Bei Molekülen: Dissoziation oder Isomerisation
  • Bei Festkörpern: Anregung von Phononen (Erwärmung des Festkörpers)
  • … (bestimmt habe ich noch welche vergessen)
  • oder eben: Fluoreszenz in derselben Linie (so wie Du es gesagt hast)

Beim Spektrum der Sonne scheiden manche Phänomene aus. (z. B. ist die Atmosphäre der Sonne ganz sicher kein Festkörper)

Aber selbst wenn nur Fluoreszenz erlaubt wäre, dann würde die Abstrahlung in alle Raumrichtungen gleich wahrscheinlich erfolgen, was eine ziemlich geringe Wahrscheinlichkeit für die ursprüngliche Richtung des Photons ergibt.

Michael

#3

Hallo!

kann es sein das du die Emission und die Fluoreszenz vertauscht hast?
Bei der spontanen Emission von Photonen aus angeregten Atomzuständen wird doch genau die selbe Energie frei, die zuvor zur Anregung aufgewendet (absorbiert) wurde.
Die Fluoreszenz hingegen zeichnet sich eben dadurch aus, dass die emittierte Strahlung energieärmer ist als die Anregungsenergie.

  • Emission eines Photons einer (oder mehrerer) anderer Linien
  • Emission eines Elektrons (Das nennt sich
    „Auger-Elektronen-Emission“. Im optischen Spektralbereich
    reicht die Energie dafür kaum aus, eher im Röntgenbereich.
    Aber der Vollständigkeit wollte ich es angeben).
  • Stöße 2. Art:
    http://de.wikipedia.org/wiki/Sto%C3%9F_zweiter_Art
  • Bei Molekülen: Dissoziation oder Isomerisation
  • Bei Festkörpern: Anregung von Phononen (Erwärmung des
    Festkörpers)
  • … (bestimmt habe ich noch welche vergessen)
  • oder eben: Fluoreszenz in derselben Linie (so wie Du es
    gesagt hast)

Schöne Grüße

Sven

#4

Hallo!

Ich glaube der Hauptpunkt wurde schon genannt: Selbst wenn das Atom/Molekül das Photon mit der gleichen Wellenlänge abgibt, wer sagt, dass das genau in die gleiche Richtung erfolgt?

In der Astronomie werden auch beide Effekte beobachtet. Betrachten wir das Licht einer Lichtquelle hinter unserer „Atomwolke“ sehen wir ein Absorptionsspektrum. Betrachten wir das von der „Teilchenwolke“ in andere Richtungen, werden wir ein Emmissionsspektrum sehen.

lg
Alexander

#5

Hallo!

kann es sein das du die Emission und die Fluoreszenz
vertauscht hast?

Naja, Emission ist ganz allgemein die Aussendung eines Photons. Von daher kann man - ohne einen Fehler zu machen - jeden derartigen Vorgang als „Emission“ bezeichnen.

Die Fluoreszenz hingegen zeichnet sich eben dadurch aus, dass
die emittierte Strahlung energieärmer ist als die
Anregungsenergie.

Nicht zwangsläufig, aber in der Regel hast Du Recht. Daher war meine Begriffswahl ziemlich unglücklich.

Michael