Experimente zur Atomhülle und zum Elektronenspin

inelastische Stöße zwischen Elektronen und Neon-Atomen

Beim Franck-Hertz-Versuch beobachten wir inelastische Stöße zwischen Elektronen und Neon-Atomen. Dazu werden durch Glühemission erzeugte Elektronen in einem elektrischen Potential beschleunigt. Ist ihre Energie so groß wie die eines Übergangs in der Atomhülle des Neon-Atoms, so können die Elektronen diesen Übergang anregen.

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Aufspaltung von Spektrallinen im Magnetfeld bei reinem Bahnmagnetismus

Wir betrachten den normalen Zeeman-Effekt an der roten Cadmium-Linie bei einer Wellenlänge von λ0 = 643,8 nm, bzw. einer Frequenz von ν0 = 465,6 THz. Der zugehörige Übergang findet zwischen den Niveaus 1D2 (oberes Niveau) und 1P1 (unteres Niveau) statt. Beide Niveaus besitzen einen Gesamtspin S = 0, so dass hier der normale Zeeman-Effekt beobachtet werden kann. Entsprechend sind bei beiden Niveaus jeweils der Gesamtdrehimpuls J und der Gesamtbahndrehimpuls L identisch.

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Hyperfeinstruktur und Aufspaltung von Spektrallinien im Magnetfeld bei nicht-verschwindendem Spinmagnetismus

Wir betrachten den anomalen Zeeman-Effekt an der türkisen Cadmium-Linie bei einer Wellenlänge von λ0 = 480,0 nm, bzw. einer Frequenz von ν0 = 624,6 THz. Der zugehörige Übergang findet zwischen den Niveaus 3S1 (oberes Niveau) und 3P1 (unteres Niveau) statt. Beide Niveaus besitzen einen Gesamtspin S = 1, so dass hier der anomale Zeeman-Effekt beobachtet werden kann. Der Gesamtdrehimpuls J des 3S1-Zustands beträgt J = 1, dessen Gesamtdrehimpuls L beträgt L = 0, was zusammen mit dem Gesamtspin auf einen gJ-Faktor von gJ = 2 führt.

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