Übergang vom angeregten Zustand in den Grundzustand

Namensucheistnervig · Anmeldungsdatum: 06.10.2019 Beiträge: 9

Meine Frage:
Liebes Forum,
ich habe leider eine erneute Frage, deren Antwort ich nicht ergoogelt bekomme.

Befinden sich Elektronen im angeregten Zustand so gehen sie ja anschließend wieder in den Grundzustand über (und senden dabei Photonen aus). Dies kann entweder auf direkten Weg passieren (zB. von E3 in E1) oder über Umwege (zB. von E3 erst zu E2 und dann zu E1). Meine Frage ist nun wovon es abhängt, welcher Weg genommen wird?

Z.b. bei fluoreszierenden Stoffen (Leuchtstoffe in Leuchtstoffröhren) wird ja UV-Licht aufgenommen und sichtbares Licht abgegeben (ich denke mal die Umwandlung findet so satt, dass der angeregte Zustand des Leuchtstoffes nicht in einem Schritt in den Grundzustand übergeht, sondern in mehreren Schritten, wodurch sichtbares Licht emittiert wird, oder sehe ich das schon falsch?).

Wieso ist es bei diesen Stoffen so, dass sie in mehreren Schritten in den Grundzustand übergehen und bei anderen zB nicht. Wovon hängt die Größe der Sprünge also ab?

Vielen Dank schonmal und liebe Grüße
Tina

Meine Ideen:
siehe oben

Namensucheistnervig · Anmeldungsdatum: 06.10.2019 Beiträge: 9

Hallo liebes Forum, ich würde mich über eine Antwort wirklich sehr freuen! Ich verstehe einfach immernoch nicht, wovonn es abhängt, ob ein Elektton zB auf direktem Weg von E3 zu E1 springt oder Zwischenschritte macht?! ZB. bei dem Franck Hertz Versuch mit Neon. Hier würde man die Leuchterscheinungen ja gar nicht sehen, wenn das Neonatom nicht über Zwischenschritte springt und somit Licht im sichtbaren bereich abgibt. Warum bevorzugt das Neonatom die Zwischenschritte und warum eht es nicht direkt in den Grundzustand?? Gibt es da irgendeine Regel zu? Ein kleiner Hinweis wovon es abhängt würde mir schon reichen, vlt. komme ich ja dann weiter;)
Liebe Grüße
Tina

Gast 333 · Gast

Ein kleines Beispiel, dass dir eventuell weiterhilft:

Nd YAG-Laser ein durch einen Diodenlaser gepumpter 4-Niveau Laser. Der mit Nd dotierte YAG-Kristall wird mit einer gewissen Wellenlänge durch den Diodenlaser angeregt -> Absorption In einem höheren Energiezustand fallen die Elektronen durch Relaxation in einen tiefer liegenden Zustand (nicht wieder in den Grundzustand!). Dort fallen sie anschließend noch einen Zustand tiefer durch induzierte Emission oder spontane Emission -> emittiert ganz bestimmte Wellenlänge (Stichwort Kohärenz, monochromatisch). Abschließend fallen sie wieder durch Relaxation in den Grundzustand.

(Relaxation, Einsteinkoeffizienten)

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18025

Der Übergang vom initialen in einen finalen Zustand wird beschrieben durch das Übergangsmatrixelement

eines Operators T, der die Wechselwirkung beschreibt, die für den Übergang verantwortlich ist.

Ausgehend von einem initialen Zustand sind alle finalen Zustände erreichbar, für die

gilt. Damit zerfällt z.B. ein hochangeregter Zustand über unterschiedliche Zwischenzustände bzw. Zerfallssequenzen. Die Übergangsmatrixelemente bestimmen die Wahrscheinlichkeiten der jeweiligen Zerfälle.

Es kann auch vorkommen, dass eine Zerfallssequenz in einem meta-stabilen, „falschen“ Grundzustand hängen bleibt, weil der Zerfall in den „echten“ Grundzustand erbitten ist.

Günther · Anmeldungsdatum: 23.11.2010 Beiträge: 305

Friss Vogel oder stirb. Damit dürfte der OP kaum gedient sein.

Läßt sich denn in für Laien verständlichen Worten andeuten, wovon die Zerfallswahrscheinlichkeiten in energetisch niedrigere Zustände abhängen?

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18025

Bevor wir in die Details gehen hier noch ein Beispiel:

https://en.wikipedia.org/wiki/Decay_scheme

Decay scheme of Au-198

Verzweigung für die drei blauen beta-Zerfälle mit den drei Wahrscheinlichkeiten 0.985%, 98.99% und 0.025%.

Verzweigung für die zwei roten gamma-Zerfälle, ausgehend von dem Zustand bei 1087.7 keV (ohne Angabe der Wahrscheinlichkeiten).

willyengland · Anmeldungsdatum: 01.05.2016 Beiträge: 676

Soweit mir bekannt, kennt man die Gründe nicht.
Man kann z.B. die Halbwertszeiten der Isotope nicht berechnen, sondern nur messen.

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18025