Resonanzabsorption von Natrium


Passend zur quantenhaften Emission von Energie, die wir bei der Beobachtung von Spektrallampen kennen gelernt haben, ist auch der umgekehrte Vorgang möglich, und zwar auf verschiedene Arten. Zwei können mit unserern experimentellen Mitteln gezeigt werden. Als Phänomen geben sie auf den ersten Blick nicht so viel her; ihre physikalische Bedeutung ist aber groß. Wir können, wie in diesem Versuch, Atome durch Lichtquanten anregen oder, wie beim Franck-Hertz-Versuch, durch Elektronenstoß.
Resonanzabsorption von Natrium
In einen Heizofen der Firma Neva gibt man einen mit Natriumdampf gefüllten Kolben. Die Heizleistung wird auf maximal geregelt. Der Heizofen hat drei Beobachtungsfenster. Nach einiger Zeit stellt man eine Natriumdampflampe so vor den Ofen, dass man den Kolben im Durchlicht und im 90° zur Ausbreitungsrichtung gestreuten Licht beobachten kann. Man sieht Schlieren im Kolben, die von der Resonanzabsorption des Dampfes herrühren.
Der im Kolben erzeugte Natriumdampf absorbiert genau die Energiequanten, die zu seiner Atomstruktur passen. Die Natriumdampflampe stellt diese Quanten zur Verfügung. Die absorbierte Energie wird sofort wieder emittiert, allerdings haben die emittierten Photonen nicht mehr die ursprüngliche Richtung. Im Durchlicht wird das Licht der Natriumdampfampe geschwächt. Durch die Beobachtung der Resonanzabsorption können z.B. Astronomen die chemische Natur von kühlen Gaswolken im Weltraum aufklären, die nicht selbst leuchten.