Absorptionskante: Unterschied zwischen den Versionen

Aktuelle Version vom 18. November 2020, 22:54 Uhr

Dieser Artikel oder nachfolgende Abschnitt ist nicht hinreichend mit Belegen (beispielsweise Einzelnachweisen) ausgestattet. Die fraglichen Angaben werden daher möglicherweise demnächst entfernt. Bitte hilf der Wikipedia, indem du die Angaben recherchierst und gute Belege einfügst.

Ionisationswirkungsquerschnitt als Funktion der Photonenenergie (schematisch) mit Absorptionskanten

Als Absorptionskante wird allgemein ein sprunghafter Übergang von schwacher zu stärkerer Absorption bezeichnet, der an einer bestimmten Stelle eines elektromagnetischen Spektrums auftritt.

Optik und Atomphysik

In der Optik und Atomphysik bezeichnet die Absorptionskante jene Frequenz $$ f $$ bzw. Photonenenergie $E=h\cdot f$ (mit dem planckschen Wirkungsquantum h), bei der eine sprunghafte Änderung im Absorptions-Wirkungsquerschnitt eintritt. Dies ist der Fall, wenn die Energie genau einer Anregungs- oder Ionisationsenergie entspricht (siehe photoelektrischer Effekt).

Röntgenstrahlung

Röntgenspektrum an einer Absorptionskante (schematisch). Der bei EXAFS untersuchte Energiebereich ist hellblau hinterlegt

Absorptionskanten kommen auch bei Röntgenstrahlung vor. Die charakteristische Röntgenemission findet statt, nachdem ein Elektron des niedrigsten Energieniveaus auf ein höheres Niveau gehoben wurde. Es handelt sich dabei nicht um Resonanzemission, sondern das Elektron, welches das Röntgenphoton emittiert, stammt aus der zweiten (der L-Schale) oder einer höheren Schale.

Ein Atom kann folglich Röntgenstrahlung erst dann absorbieren, wenn die Frequenz der Röntgenstrahlung mindestens so groß ist, dass ein Röntgenphoton die für die Anregung nötige Energie hat. Die Energie, die bei der K-Strahlung abgegeben wird, reicht nicht aus, weil die L-Schale normalerweise mit Elektronen voll besetzt ist (abgeschlossene Schale) und kein weiteres aufnehmen kann (siehe Pauli-Prinzip).

Die Röntgenspektroskopie kann daher Absorptionskanten zur Analyse von Feinstrukturen benutzen (Röntgenabsorptionsspektroskopie). So gibt die EXAFS- bzw. SEXAFS-Spektroskopie Auskunft über die Bindungsabstände in einer Probe bzw. an deren Oberfläche. Beim NEXAFS-Verfahren werden aus der Röntgenabsorption direkt an der Kante unbesetzte Elektronenzustände untersucht.

Halbleiter und Isolatoren

Bei Halbleitern oder Isolatoren ist das Auftreten der Absorptionskante die Folge einer Energielücke (Bandlücke) im Anregungsspektrum der Elektronen. Aus der Lage der Absorptionskante im Absorptionsspektrum lässt sich die Breite dieser Bandlücke bestimmen.

@@ Zeile 1: / Zeile 1: @@
-[[Bild:Absorptionskanten.svg|thumb|Ionisationswirkungsquerschnitt als Funktion der Photonenenergie (schematisch) mit Absorptionskanten]]
+{{Belege fehlen}}
-[[Bild:NEXAFS EXAFS schematic.svg|thumb|Röntgenspektrum an einer Absorptionskante (schematisch). Der bei EXAFS untersuchte Energiebereich ist hellblau hinterlegt]]
+[[Datei:Absorptionskanten.svg|mini|Ionisationswirkungsquerschnitt als Funktion der Photonenenergie (schematisch) mit Absorptionskanten]]
+Als '''Absorptionskante''' wird allgemein ein sprunghafter Übergang von schwacher zu stärkerer [[Absorption (Physik)|Absorption]] bezeichnet, der an einer bestimmten Stelle eines [[Elektromagnetisches Spektrum|elektromagnetischen Spektrums]] auftritt.
-Als '''Absorptionskante''' wird allgemein ein sprunghafter Übergang von schwacher zu stärkerer [[Absorption (Physik)|Absorption]] bezeichnet, der an einer bestimmten Stelle eines [[Elektromagnetisches Spektrum| elektromagnetischen Spektrums]] auftritt.
+== Optik und Atomphysik ==
+In der [[Optik]] und [[Atomphysik]] bezeichnet die Absorptionskante jene [[Frequenz]] <math>f</math> bzw. [[Photon]]en<nowiki />energie <math>E = h \cdot f </math> (mit dem [[Plancksches Wirkungsquantum|planckschen Wirkungsquantum]] ''h''), bei der eine sprunghafte Änderung im Absorptions-[[Wirkungsquerschnitt]] eintritt. Dies ist der Fall, wenn die Energie genau einer [[Anregungsenergie|Anregungs-]] oder [[Ionisationsenergie]] entspricht (siehe [[Photoelektrischer Effekt#Photoionisation|photoelektrischer Effekt]]).
-In der [[Optik]] und [[Atomphysik]] ist es die Bezeichnung für jene [[Frequenz]] <math>f</math> oder [[Photon]]enenergie <math>E=h \cdot f </math>, bei der eine sprunghafte Änderung im Absorptions-[[Wirkungsquerschnitt]] eintritt. Dies ist der Fall, wenn die Energie genau einer [[Angeregter Zustand|Anregungsenergie]] oder [[Ionisation]]senergie entspricht (siehe auch [[photoelektrischer Effekt]]). ''h'' bezeichnet das [[Plancksches Wirkungsquantum|plancksche Wirkungsquantum]].
+== Röntgenstrahlung ==
+[[Datei:NEXAFS EXAFS schematic.svg|mini|Röntgenspektrum an einer Absorptionskante (schematisch). Der bei EXAFS untersuchte Energiebereich ist hellblau hinterlegt]]
+Absorptionskanten kommen auch bei [[Röntgenstrahlung]] vor. Die [[Charakteristische Röntgenstrahlung|charakteristische Röntgenemission]] findet statt, nachdem ein [[Elektron]] des niedrigsten [[Energieniveau]]s auf ein höheres Niveau gehoben wurde. Es handelt sich dabei nicht um Resonanzemission, sondern das Elektron, welches das Röntgenphoton emittiert, stammt aus der zweiten (der [[Elektronenkonfiguration|L-Schale]]) oder einer höheren Schale.
-Absorptionskanten kommen auch bei [[Röntgenstrahlung]] vor. Die [[Charakteristische Röntgenstrahlung| charakteristische Röntgenemission]] findet statt, nachdem ein Elektron des niedrigsten [[Energieniveau]]s auf ein hohes Niveau gehoben wurde. Es handelt sich dabei nicht um Resonanzemission, sondern das [[Elektron]], welches das Röntgenphoton emittiert, stammt aus der zweiten (der [[Elektronenkonfiguration|L-Schale]]), oder einer höheren [[Valenzschale]]. Ein [[Atom]] kann folglich Röntgenstrahlung erst dann absorbieren, wenn die Frequenz der Röntgenstrahlung mindestens so groß ist, dass ein Röntgenphoton die für die Anregung nötige Energie hat. Die [[Energie]], die bei der [[Charakteristische Röntgenstrahlung|K-Strahlung]] abgegeben wird, reicht nicht aus, weil die L-Schale normalerweise mit Elektronen voll besetzt ist und kein weiteres aufnehmen kann (siehe [[Pauli-Prinzip]]).
+Ein [[Atom]] kann folglich Röntgenstrahlung erst dann absorbieren, wenn die Frequenz der Röntgenstrahlung mindestens so groß ist, dass ein Röntgenphoton die für die Anregung nötige Energie hat. Die [[Energie]], die bei der [[Charakteristische Röntgenstrahlung|K-Strahlung]] abgegeben wird, reicht nicht aus, weil die L-Schale normalerweise mit Elektronen voll besetzt ist ([[Oktettregel|abgeschlossene Schale]]) und kein weiteres aufnehmen kann (siehe [[Pauli-Prinzip]]).
-Die [[Röntgenspektroskopie]] kann daher Absorptionskanten zur Analyse von [[Feinstruktur (Physik)| Feinstrukturen]] benutzen. So gibt die [[EXAFS]]- bzw. SEXAFS-Spektroskopie Auskunft über die Bindungsabstände in einer Probe bzw. an deren Oberfläche. Beim [[Röntgen-Nahkanten-Absorptions-Spektroskopie|NEXAFS]]-Verfahren werden aus der Röntgenabsorption ''direkt'' an der Kante unbesetzte Elektronenzustände untersucht.
-Bei [[Halbleiter]]n oder [[Isolator]]en ist das Auftreten der Absorptionskante die Folge einer Energielücke ([[Bandlücke]]) im Anregungsspektrum der Elektronen. Aus der Lage der Absorptionskante im [[Absorptionsspektrum]] lässt sich die Breite dieser Bandlücke bestimmen.
+Die [[Röntgenspektroskopie]] kann daher Absorptionskanten zur Analyse von [[Feinstruktur (Physik)|Feinstrukturen]] benutzen ([[Röntgenabsorptionsspektroskopie]]). So gibt die [[EXAFS]]- bzw. SEXAFS-Spektroskopie Auskunft über die Bindungsabstände in einer Probe bzw. an deren Oberfläche. Beim [[Röntgen-Nahkanten-Absorptions-Spektroskopie|NEXAFS]]-Verfahren werden aus der Röntgenabsorption ''direkt'' an der Kante unbesetzte Elektronenzustände untersucht.
+== Halbleiter und Isolatoren ==
+Bei [[Halbleiter]]n oder [[Nichtleiter|Isolatoren]] ist das Auftreten der Absorptionskante die Folge einer Energielücke ([[Bandlücke]]) im Anregungsspektrum der Elektronen. Aus der Lage der Absorptionskante im [[Absorptionsspektrum]] lässt sich die Breite dieser Bandlücke bestimmen.
-== Siehe auch ==
-* [[Röntgenabsorptionsspektroskopie]]
 [[Kategorie:Optik]]
 [[Kategorie:Atomphysik]]