Zusammenfassung
Ehe wir in eine nähere Untersuchung des Zusammenhanges zwischen den Spektren der Elemente und dem Bau ihrer Atome eingehen können, müssen einige Betrachtungen über die wichtigsten Begriffe der Spektroskopie und die allgemeinsten Gesetze der Spektren vorausgeschickt werden. Glühende feste Körper geben ein kontinuierliches Spektrum; Gase dagegen senden ein Linien- und Bandenspektrum aus (von vereinzelt vorkommenden kontinuierlichen Emissionsgebieten sehen wir zunächst ab). Das Linienspektrum wird vom Atom, das Bandenspektrum von einer mehratomigen Molekel ausgesandt. Uns wird im folgenden nur das Atomspektrum beschäftigen.
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Literatur
Die theoretischen Überlegungen werden zeigen, daß die Ordnung der Linien in Serien eine Eigenschaft sämtlicher Spektren ist. Empirisch bekannt ist sie jedoch nur bei einem Teil.
Die Zeichen (1) (2)… weisen auf das Literaturverzeichnis am Ende des Buches hin.
Die hauptsächlichsten Messungen der Alkalispektren stammen von H. Kayser U. C. Runge (3).
Vgl. die Behandlung des Wasserstoffspektrums von P. A. M. Dirac und W. Pauli (82), des Heliumspektrums von W. Heisenberg (86), der Zeemaneffekte und der Dublettaufspaltung von W. Heisenberg und P. Jordan (83).
Es sei hier nur an die beiden Auffassungen erinnert, die im Laufe der Entwicklung vertreten wurden
Das Atom strahlt während des Übergangs die Energie hv. Der Energiesatz gilt exakt.
Das Atom strahlt im stationären Zustand alle Frequenzen, die Übergängen von diesem Zustand zu einem energetisch tieferen entsprechen. Die statistische Gültigkeit des Energiesatzes wird durch eine Beziehung zwischen den Übergangswahrscheinlichkeiten und den Intensitäten gewährleistet. Die Versuche haben gegen die zweite Auffassung entschieden. Die erste stellt damit noch keineswegs eine endgültige Antwort auf die gestellte Frage dar.
Auf diese Eigenschaft wies P. Ehrenfest (16) hin.
Vgl. die ausführliche Darstellung in M. Born: Atommechanik I (11).
Die strenge Quantenmechanik zeigt, daß bei geeigneter Normierung von j der Drehimpuls gleich zu setzen ist (vgl. Fußnote2) S. 18).
Auch im Falle stärkerer Felder existiert nach der Adiabatenhypothese eine Größe, die ist, aber sie braucht nicht dem Gesamtdrehimpuls zu entsprechen.
In dieser Normierung ist der Drehimpuls.
Die Bedeutung dieser Resonanz hat W. Heisenberg (27) erkannt; er gibt eine streng quantentheoretische Behandlung des Problems. Zur Erläuterung benutzt er das oben angegebene Beispiel der zwei Oszillatoren. Auf Heisenbergs Ergebnisse werden wir noch ausgiebig zurückkommen (§§21, 24-26).
Vor Heisenbergs Quantenmechanik versuchte man häufig Formulierungen, die die bisherige Kinematik beibehielten (damit die Vorstell-barkeit) und nur Mechanik und Elektrodynamik abänderten. Man sagte etwa so: Von den nach der klassischen Theorie (unter Vernachlässigung des Energieverlustes durch Ausstrahlung) möglichen Bewegungen treten in der Quantentheorie nur die auf, für die J = nh ist. Diese Fassung schreibt der Bewegung außer der beobachtbaren Strahlungsfrequenz und der Energie noch andere, nicht beobachtbare Eigenschaften zu, z. B. die Frequenz der Bewegung und Bahndimensionen. Eine von der Strahlungsfrequenz verschiedene Bewegungsfrequenz scheint aber prinzipiell nicht beobachtbar zu sein. Daher erscheint es sinnvoller, dem atomaren System die durch den Differenzenausdruck gegebenen Frequenzen als alleinige Frequenzen zuzuschreiben. Wir geben also dem Rotator nur die Frequenzen.
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Hund, F. (1927). Grundlagen. In: Linienspektren und Periodisches System der Elemente. Struktur der Materie in Einzeldarstellungen, vol 4. Springer, Vienna. https://doi.org/10.1007/978-3-7091-5695-7_1
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