Energieniveau

Schema der Energieniveaus der Atomorbitale

Als Energieniveau wird ein diskreter Energieeigenzustand in einem quantenmechanischen System bezeichnet. Die diskreten Energiewerte $E$ sind Eigenwerte des Hamilton-Operators $H$ und ergeben sich aus der Lösung der zeitunabhängigen Schrödingergleichung. Es handelt sich dabei also um stationäre Zustände, in Dirac-Notation einfach darstellbar in der Form:

$H|\psi ⟩=E|\psi ⟩.$

Ein typisches Beispiel sind die diskreten Energieniveaus der Orbitale der Elektronenhülle eines Atoms, die sich im Lichtspektrum der chemischen Elemente als diskrete Spektrallinien äußern. Im Grundzustand verteilen sich die Elektronen unter Berücksichtigung des Pauli-Prinzips auf die niedersten Enegieniveaus. Durch Aufnahme von Energie, die einer bestimmten Niveaudifferenz entspricht, wird kann ein Elektron auf ein höheres Energieniveau gehoben und das Atom somit in einen angeregten Zustand versetzt werden.

Durch Superposition ist auch die Überlagerung mehrerer oder sogar unendlich vieler Energiezustände möglich.

Siehe auch

• Energieniveau - Artikel in der deutschen Wikipedia

Literatur

 Wolfgang Nolting: Grundkurs Theoretische Physik 5/1; Quantenmechanik – Grundlagen. 5 Auflage. Springer, Berlin Heidelberg 2002, ISBN 3-540-42114-9.