Leitprogramm farbige Stoffe

2.2 Elektronen mit Welleneigenschaften
Das Wasserstoffspektrum
Versuch 2.6
2. Eine kleine Einführung in die Quantenchemie
Wasserstoffgas wird durch Stromzufuhr zum Leuchten angeregt.
Betrachten Sie das ausgesandte Licht mit dem Spektrometer.
Zeichnen Sie die Beobachtung auf.
Im Gegensatz zur Zerlegung von weissem Licht ist hier kein kontinuierliches Spektrum,
sondern ein Linienspektrum zu beobachten. Wie kommt es zu diesen scharfen Linien? Beim
Anlegen einer elektrischen Spannung bewegen sich Elektronen von der Kathode zur Anode
(sogenannter Kathodenstrahl). Die Kathode besteht aus einem Material, das bei hoher
angelegter Spannung Elektronen abgeben kann.
Auf ihrem Weg zur Anode spalten die Elektronen die Wasserstoffmoleküle in Atome. Deren
Elektronen nehmen ausserdem Energie auf. Diese angeregten Elektronen geben ihre Energie
wieder ab. Sie fallen in einen energieärmeren Zustand zurück. Die Energie wird dabei in
Form von sichtbarem Licht (Photonen aus dem sichtbaren Bereich) abgegeben.
Das Wasserstoffspektrum zeigt ganz bestimmte Farblinien. Offenbar geben die Elektronen
der Wasserstoffatome beim Zurückfallen in den energieärmeren Zustand nur Licht mit genau
definierter Frequenz (nur ganz bestimmte Photonen) ab. Man kann daraus schliessen, dass
zwischen energiereicheren und energieärmeren Zuständen nur ganz bestimmte
Energiedifferenzen
27 Leitprogramm Farbige Stoffe