Eine Spektrallinie ist eine dunkle oder helle Linie in einem ansonsten einheitlichen und kontinuierlichen Spektrum, die aus der Emission oder Absorption von Licht in einem engen Frequenzbereich im Vergleich zu den nahen Frequenzen resultiert. Spektrallinien werden häufig verwendet, um Atome und Moleküle zu identifizieren. Die spektralen Fingerabdrücke können mit den zuvor aufgenommenen Spektren von Atomen und Molekülen verglichen und dazu verwendet werden, um die atomaren und molekularen Komponenten zum Beispiel von Sternen und Planeten zu identifizieren, was derzeit auf anderem Wege unmöglich wäre.
Arten von Spektrallien
Die Spektrallinien resultieren aus der Wechselwirkung zwischen einem Quantensystem (in der Regel Atome, manchmal auch Molekülen oder einzelne Atomkerne) und einem einzelnen Photon. Hat ein Photon ungefähr die richtige Energiemenge, um eine Änderung des Energiezustands eines Systems zuzulassen (im Fall eines Atoms ist dies ein Elektron, welches das Orbital wechselt), dann wird das Photon absorbiert. Wird das Photon anschließend spontan wieder emittiert und das System in seinen Anfangszustand zurückversetzt, dann wird die Energie wieder freigesetzt - entweder mit der gleichen Frequenz oder in einer Kaskade.
Eine Spektrallinie kann entweder als Emissionslinie oder Absorptionslinie beobachtet werden. Welche Art beobachtet wird, hängt von der Art des Materials und seiner Temperatur relativ zu einer anderen Emissionsquelle ab. Eine Absorptionslinie wird erzeugt, wenn Photonen aus einer heißen Quelle mit breitem Spektrum ein kaltes Material passieren. Die Lichtintensität in einem engen Frequenzbereich wird aufgrund der Absorption durch das Material und der erneuten Emission in zufällige Richtungen reduziert. Im Gegensatz dazu wird eine helle Emissionslinie erzeugt, wenn Photonen aus einem heißen Material in Gegenwart eines breiten Spektrums aus einer kalten Quelle detektiert werden. Die Lichtintensität in einem engen Frequenzbereich wird durch die Emission des Materials erhöht.
Spektrallinien sind spezifisch für bestimmte Atome und daher wie Fingerabdrücke. Sie können dazu verwendet werden, die chemische Zusammensetzung eines Mediums zu bestimmen, wenn es lichtdurchlässig ist. Mit Hilfe dieser Spektren wurden beispielsweise verschiedene Elemente entdeckt, darunter Helium, Thallium und Cäsium.
Auch durch andere Mechanismen, als die Atom-Photon-Wechselwirkung, können Spektrallinien entstehen. Abhängig von der genauen physikalischen Wechselwirkung (mit Molekülen, einzelnen Partikeln usw.) variiert die Frequenz der beteiligten Photonen stark, und es können Linien über das Ganze elektromagnetische Spektrum - von den Radiowellen bis zu Gammastrahlung - beobachtet werden.
Spektrallinien der Elemente
Die folgenden Abbildungen zeigen die Emissionsspektren von einzelnen chemischen Elementen als Linienspektren im sichtbaren Frequenz-Bereich zwischen 400 und 700 Nanometern (nm).
Kontinuierliches Spektrum
Das kontinuierliche Spektrum zeigt alle Spektralfarben, ohne einzelne Spektrallinien aufzuweisen.
Wasserstoff-Spektrallinien
Helium-Spektrallinien
Lithium-Spektrallinien
Beryllium-Spektrallinien
Bor-Spektrallinien
Kohlenstoff-Spektrallinien
Stickstoff-Spektrallinien
Sauerstoff-Spektrallinien
Fluor-Spektrallinien
Neon-Spektrallinien
Natrium-Spektrallinien
Magnesium-Spektrallinien
Aluminium-Spektrallinien
Silicium-Spektrallinien
Phosphor-Spektrallinien
Schwefel-Spektrallinien
Chlor-Spektrallinien
Argon-Spektrallinien
Kalium-Spektrallinien
Calcium-Spektrallinien
Scandium-Spektrallinien
Titan-Spektrallinien
Vanadium-Spektrallinien
Chrom-Spektrallinien
Mangan-Spektrallinien
Eisen-Spektrallinien
Cobalt-Spektrallinien
Nickel-Spektrallinien
Kupfer-Spektrallinien
Zink-Spektrallinien
Gallium-Spektrallinien
Germanium-Spektrallinien
Arsen-Spektrallinien
Selen-Spektrallinien
Brom-Spektrallinien
Krypton-Spektrallinien
Rubidium-Spektrallinien
Strontium-Spektrallinien
Yttrium-Spektrallinien
Zirconium-Spektrallinien
Niob-Spektrallinien
Molybdän-Spektrallinien
Technetium-Spektrallinien
Ruthenium-Spektrallinien
Rhodium-Spektrallinien
Palladium-Spektrallinien
Silber-Spektrallinien
Cadmium-Spektrallinien
Indium-Spektrallinien
Zinn-Spektrallinien
Antimon-Spektrallinien
Tellur-Spektrallinien
Iod-Spektrallinien
Xenon-Spektrallinien
Caesium-Spektrallinien
Barium-Spektrallinien
Lanthan-Spektrallinien
Cer-Spektrallinien
Praseodym-Spektrallinien
Neodym-Spektrallinien
Promethium-Spektrallinien
Samarium-Spektrallinien
Europium-Spektrallinien
Gadolinium-Spektrallinien
Terbium-Spektrallinien
Dysprosium-Spektrallinien
Holmium-Spektrallinien
Erbium-Spektrallinien
Thulium-Spektrallinien
Ytterbium-Spektrallinien
Lutetium-Spektrallinien
Hafnium-Spektrallinien
Tantal-Spektrallinien
Wolfram-Spektrallinien
Rhenium-Spektrallinien
Osmium-Spektrallinien
Iridium-Spektrallinien
Platin-Spektrallinien
Gold-Spektrallinien
Quecksilber-Spektrallinien
Thallium-Spektrallinien
Blei-Spektrallinien
Bismut-Spektrallinien
Polonium-Spektrallinien
Radon-Spektrallinien
Radium-Spektrallinien
Actinium-Spektrallinien
Thorium-Spektrallinien
Protactinium-Spektrallinien
Uran-Spektrallinien
Neptunium-Spektrallinien
Plutonium-Spektrallinien
Americium-Spektrallinien
Curium-Spektrallinien
Berkelium-Spektrallinien
Californium-Spektrallinien
Einsteinium-Spektrallinien
Quellen und weitere Informationen
[1] - G. Peach:
Theory of the pressure broadening and shift of spectral lines.
In: Advances in Physics, (1981), DOI 10.1080/00018738100101467.
[2] - Neill Tucker:
Spectra V1.0.
In: Besonderer Dank gilt dem genannten Autor, der die Abbildungen der Spektrallinien der Weltengemeinschaft zugänglich gemacht hat., (2013).
Kategorie: Daten und Tabellen
Aktualisiert am 24. Mai 2021.
Permalink: https://www.internetchemie.info/chemie-lexikon/daten/s/spektrallinien.php
© 1996 - 2025 Internetchemie ChemLin