Energieniveau

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Ein Energieniveau ist die diskrete Energie, die zu einem quantenmechanischen Zustand eines Systems (insbesondere eines Atoms) zu einer bestimmten Energie (Energieeigenzustand) gehört. Energieniveaus sind erlaubte Eigenwerte des Hamilton-Operators, sie sind deshalb zeitunabhängig.

Energieaufnahme und -abgabe im System kann nur durch Wechsel in ein anderes Energieniveau erfolgen. Dies geschieht beispielsweise durch Absorption oder Emission eines Photons mit der passenden Energie. Dies führt zu diskreten Spektrallinien im Spektrum.

Die Energieniveaus der Atome werden durch die Hauptquantenzahl n beschrieben. Die Energie des Zustands mit Quantenzahl n im Atom mit der Ordnungszahl Z ist näherungsweise

<math>E_n = -\mathrm{Ry} \frac{Z^2}{n^2}</math>

mit der Rydberg-Energie Ry = 13,6 eV, was jedoch nur für wasserstoffähnliche Systeme gilt.

Dazu kommen jedoch noch Feinstruktur- und Hyperfeinstruktur-Korrekturen und der Lamb-Shift.