Spektrum

Spektrum: (lateinisch, «Bild», «Erscheinung») im weiteren Sinne Häufigkeits- (Intensitäts-) Verteilung der von einer physikalischen Größe in einem System angenommenen Werte (zum Beispiel Geschwindigkeits-, Impulsspektrum, Energiespektrum, Frequenzspektrum, Massenspektrum); liegen diese Werte nicht beliebig dicht beieinander, so spricht man von einem diskreten, sonst von einem kontinuierlichen Spektrum im engeren Sinne versteht man unter Spektrum die Aufzeichnung der Stärke der Emission (Emissionsspektrum) oder Absorption (Absorptionsspektrum) von elektromagnetischer Strahlung in Abhängigkeit von Wellenlänge oder Frequenz. Optische Spektren erhält man in Spektralapparaten mit Gittern (Beugungsspektrum) oder Prismen (Dispersionsspektrum). Ein Atomspektrum entsteht durch Elektronenübergänge zwischen verschiedenen Energieniveaus und besteht aus diskreten Linien (Linienspektrum); siehe auch Wasserstoffspektrum. Absorptionslinien entstehen beim Durchgang von weißem Licht durch einen Stoff, der Strahlung der Frequenz absorbiert, die er auch emittieren kann (siehe auch Fraunhofersche Linien). In einem Molekül- oder Bandenspektrum beobachtet man Bereiche (Banden) sehr dicht liegender Linien, die oft nicht mehr aufgelöst werden können, bedingt durch die geringen Energiedifferenzen bei Schwingungen und Rotationen. Ein Inversionsspektrum entsteht bei Molekülen mit einem Inversionszentrum; zum Beispiel kann das N-Atom im Ammoniak (NH3) bezüglich der Ebene der 3 H-Atome 2 Lagen einnehmen, wodurch alle Niveaus und damit alle Linien in je 2 eng benachbarte aufgespalten werden. Bei genügend dichten Gasen oder bei Flüssigkeiten führt die intermolekulare Wechselwirkung zu einer Verbreiterung der Spektrallinien. Glühende Festkörper senden ein kontinuierliches Spektrum aus.