Allgemeine Theorie der Verbreiterung von Spektrallinien

Zusammenfassung

Entgegen zahlreichen älteren und jüngsten als verfehlt gekennzeichneten Erklärungsversuchen (§ 1) wird im Anschluß an Weisskopf und eigene ältere Überlegungen gezeigt, daß das Problem der Verbreiterung (Verschiebung und Unsymmetrie) bei Kenntnis der Wechselwirkungsenergie des störenden und gestörten Atoms im wesentlichen ein Problem der klassischen Physik ist. Die alleinige Aufgabe der Theorie besteht darin, die durch die vorbeilaufenden Gasatome zeitlich veränderlich gestörte Emissionsfrequenz des Leuchtatoms nach Fourier spektral zu zerlegen. Dies geschieht zunächst in elementarem Überblick (§ 2) und wird dann in strenger Weise als Problem der statistischen Mechanik gelöst (§ 3). Von den drei Fällen, der Störung durch Fremdgase, durch das eigene Gas und durch Ionen wird in Teil II nur der einfachste erste Fall rechnerisch durchgeführt unter vereinfachter Annahme einer Wechselenergie proportional r^−p (§ 4). Für Drucke bis etwa 1 Atm. findet man das modifizierte Lorentzsche -Gesetz (35), das eine druckproportionale Verbreiterung und Verschiebung und eine druckunabhängige Unsymmetrie enthält (§ 5). Der Vergleich mit der Erfahrung zeigt, daß der zumeist betrachtete Wert p=6 teils unterschritten, meist jedoch wesentlich überschritten wird, was im Hinblick auf die kleinen Stoßradien verständlich ist. Da für die Unsymmetrie exakte Messungen im Gültigkeitsbereich der Endformel fehlen, können neben der geforderten Größenordnung bisher nur einige qualitative Aussagen der Theorie bestätigt werden.