Isotopieverschiebung: Unterschied zwischen den Versionen

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Die '''Isotopieverschiebung''' ist ein physikalischer Effekt, der sich darin äußert, dass die [[Spektrallinie]]n in den Atomspektren unterschiedlicher [[Isotop]]e desselben [[Chemisches Element|Element]]s relativ zueinander verschoben sind. Ursachen dafür sind Unterschiede in Masse, Volumen oder [[Magnetisches Moment|magnetischem Moment]] des [[Atomkern]]s, die zu geringfügigen Änderungen der [[Elektronenhülle]]n der Atome und dadurch zur Verschiebung oder auch Aufspaltung von Spektrallinien führen.  
Die '''Isotopieverschiebung''' ist ein physikalischer Effekt, der sich darin äußert, dass die [[Spektrallinie]]n in den Atomspektren unterschiedlicher [[Isotop]]e desselben [[Chemisches Element|Elements]] relativ zueinander verschoben sind. Ursachen dafür sind Unterschiede in Masse, Volumen oder [[Magnetisches Moment|magnetischem Moment]] des [[Atomkern]]s, die zu geringfügigen Änderungen der [[Elektronenhülle]]n der Atome und dadurch zur Verschiebung oder auch Aufspaltung von Spektrallinien führen.


Die Unterschiede in den Kernmassen führen zu Unterschieden in der [[Reduzierte Masse|reduzierten Elektronenmasse]]. Die Theorie dieses rein kinematischen Effekts, der besonders bei leichten Elementen bemerkbar ist, wurde von D. S. Hughes und Carl Eckart <ref>{{cite journal|author=D. S. Hughes und C. Eckart|journal=Phys. Rev.|volume=36|year=1930|pages=694|doi=10.1103/PhysRev.36.694|title=The Effect of the Motion of the Nucleus on the Spectra of Li I and Li II|language=englisch}}</ref> entwickelt. Unter anderem wurde das Wasserstoffisotop [[Deuterium]] <sup>2</sup>H aufgrund der Isotopieverschiebung zum Wasserstoff <sup>1</sup>H 1931 von [[Harold Clayton Urey]] entdeckt.
Die Unterschiede in den Kernmassen führen zu Unterschieden in der [[Reduzierte Masse|reduzierten Elektronenmasse]]. Die Theorie dieses rein kinematischen Effekts, der besonders bei leichten Elementen bemerkbar ist, wurde von D. S. Hughes und Carl Eckart<ref>{{cite journal|author=D. S. Hughes und C. Eckart|journal=Phys. Rev.|volume=36|year=1930|pages=694|doi=10.1103/PhysRev.36.694|title=The Effect of the Motion of the Nucleus on the Spectra of Li I and Li II|language=englisch}}</ref> entwickelt. Unter anderem wurde das Wasserstoffisotop [[Deuterium]] <sup>2</sup>H aufgrund der Isotopieverschiebung zum Wasserstoff <sup>1</sup>H 1931 von [[Harold Clayton Urey]] entdeckt.


Die Unterschiede in der Kerngröße verursachen Unterschiede der elektrischen Ladungsverteilung der Kerne. Dieser Effekt spielt eine wichtige Rolle in schweren Elementen und wurde von [[Aage Bohr]] und [[Victor Weisskopf]] erklärt.<ref>{{Literatur|Titel=Wolfgang Pauli. Wissenschaftlicher Briefwechsel mit Bohr, Einstein, Heisenberg, u.a: 1930-1939|Herausgeber=Karl von Meyenn|Jahr=1985|ISBN=978-3-540-13609-5|Online=[http://books.google.de/books?id=uYwN-D6hgE0C&printsec=frontcover&source=gbs_ge_summary_r&cad=0#v=onepage&q&f=false Google Books]|Verlag=Springer|Seiten=73|Zugriff=2011-03-03}}</ref>
Die Unterschiede in der Kerngröße verursachen Unterschiede der elektrischen Ladungsverteilung der Kerne. Dieser Effekt spielt eine wichtige Rolle in schweren Elementen und wurde von [[Aage Bohr]] und [[Victor Weisskopf]] erklärt.<ref>{{Literatur|Titel=Wolfgang Pauli. Wissenschaftlicher Briefwechsel mit Bohr, Einstein, Heisenberg, u.a: 1930-1939|Herausgeber=Karl von Meyenn|Jahr=1985|ISBN=978-3-540-13609-5|Online=[https://books.google.de/books?id=uYwN-D6hgE0C&printsec=frontcover&source=gbs_ge_summary_r&hl=de#v=onepage&q&f=false Google Books]|Verlag=Springer|Seiten=73|Zugriff=2011-03-03}}</ref>


Die Isotopieverschiebung ist wie alle anderen physikalischen Isotopieeffekte gering, und kann folglich nur anhand hochauflösender spektroskopischer Untersuchungen nachgewiesen werden.
Die Isotopieverschiebung ist wie alle anderen physikalischen Isotopieeffekte gering, und kann folglich nur anhand hochauflösender spektroskopischer Untersuchungen nachgewiesen werden.
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Die Isotopieverschiebung wird im [[Uran-Anreicherung|Urananreicherungsverfahren]] mittels Lasern ausgenutzt.
Die Isotopieverschiebung wird im [[Uran-Anreicherung|Urananreicherungsverfahren]] mittels Lasern ausgenutzt.


== Einzelnachweise ==  
== Einzelnachweise ==
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== Quellen ==
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* H. Kopfermann, Kernmomente, Leipzig 1940; 2. neubearb. Aufl. Frankfurt 1956.                  
* H. Kopfermann, Kernmomente, Leipzig 1940; 2. neubearb. Aufl. Frankfurt 1956.





Aktuelle Version vom 29. März 2021, 18:34 Uhr

Die Isotopieverschiebung ist ein physikalischer Effekt, der sich darin äußert, dass die Spektrallinien in den Atomspektren unterschiedlicher Isotope desselben Elements relativ zueinander verschoben sind. Ursachen dafür sind Unterschiede in Masse, Volumen oder magnetischem Moment des Atomkerns, die zu geringfügigen Änderungen der Elektronenhüllen der Atome und dadurch zur Verschiebung oder auch Aufspaltung von Spektrallinien führen.

Die Unterschiede in den Kernmassen führen zu Unterschieden in der reduzierten Elektronenmasse. Die Theorie dieses rein kinematischen Effekts, der besonders bei leichten Elementen bemerkbar ist, wurde von D. S. Hughes und Carl Eckart[1] entwickelt. Unter anderem wurde das Wasserstoffisotop Deuterium 2H aufgrund der Isotopieverschiebung zum Wasserstoff 1H 1931 von Harold Clayton Urey entdeckt.

Die Unterschiede in der Kerngröße verursachen Unterschiede der elektrischen Ladungsverteilung der Kerne. Dieser Effekt spielt eine wichtige Rolle in schweren Elementen und wurde von Aage Bohr und Victor Weisskopf erklärt.[2]

Die Isotopieverschiebung ist wie alle anderen physikalischen Isotopieeffekte gering, und kann folglich nur anhand hochauflösender spektroskopischer Untersuchungen nachgewiesen werden.

Verwendung

Die Isotopieverschiebung wird im Urananreicherungsverfahren mittels Lasern ausgenutzt.

Einzelnachweise

  1. D. S. Hughes und C. Eckart: The Effect of the Motion of the Nucleus on the Spectra of Li I and Li II. In: Phys. Rev. 36. Jahrgang, 1930, S. 694, doi:10.1103/PhysRev.36.694 (englisch).
  2. Karl von Meyenn (Hrsg.): Wolfgang Pauli. Wissenschaftlicher Briefwechsel mit Bohr, Einstein, Heisenberg, u.a: 1930-1939. Springer, 1985, ISBN 978-3-540-13609-5, S. 73 (Google Books [abgerufen am 3. März 2011]).

Quellen

  • H. Kopfermann, Kernmomente, Leipzig 1940; 2. neubearb. Aufl. Frankfurt 1956.