Einleitung

Zusammenfassung

Den überwiegenden Teil unserer heutigen Kenntnis über die Struktur der Atome und Moleküle verdanken wir spektroskopischen Untersuchungen. Die Absorptions- oder Emissionsspektren, die man bei der Wechselwirkung von elektromagnetischer Strahlung mit Materie beobachten kann, liefern dabei in vielerlei Hinsicht Informationen über die Molekularstruktur und die Wechselwirkung der Moleküle mit ihrer Umgebung:

• Die Messung der Wellenlängen der Spektrallinien erlaubt die Bestimmung der möglichen Energiezustände des atomaren oder molekularen Systems. Die Intensität der Linien gibt Hinweise auf die Kopplung (d.h. die Übergangswahrscheinlichkeiten) zwischen verschiedenen Niveaus. Da die Übergangswahrscheinlichkeiten von den Wellen-funktionen der am Übergang beteiligten Atomzustände abhängen, können aus Intensitätsmessungen Rückschlüsse auf die räumliche Aufenthaltswahrscheinlichkeit der äußeren Elektronen, d.h. auf die Struktur der Atomhülle gezogen werden. Die natürliche Linienbreite kann mit geeigneten Methoden aufgelöst werden und gestattet die Messung von Lebensdauern angeregter Zustände. Die Dopplerverbreitung erlaubt die Bestimmung von Gastemperaturen in der Lichtquelle. Druckverbreiterung und Verschiebung von Spektrallinien sind wichtige spektroskopische Hilfsmittel, um Stoßprozesse und Wechselwirkungspotentiale zwischen Atomen bzw. Molekülen zu ermitteln. Die Aufspaltung von Spektrallinien in elektrischen oder magnetischen Feldern (Starkeffekt und Zeemaneffekt) dient zur Bestimmung von elektrischen und magnetischen Momenten, und gibt damit ebenfalls Hinweise auf die Struktur der Elektronenhülle. Aus der Messung der Hyperfeinstrukturaufspaltung kann man Informationen über die Wechselwirkung zwischen Atomkern und -hülle sowie über magnetische Dipolmomente oder elektrische Quadrupolmomente der Atomkerne erhalten.