Linienbreite

Die Linienbreite ist die Breite des von einer Spektrallinie umfassten Frequenz- oder Wellenlängenintervalls.

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Dieses Intervall entsteht gemäß der Heisenbergschen Unschärferelation für Energie E und Zeit t:

, dabei ist die diracsche Konstante.

Die endliche Lebensdauer angeregter Energieniveaus verursacht deshalb eine natürliche Linienbreite. Sie hängt unmittelbar mit der Kohärenzlänge zusammen.

Die natürliche Linienbreite ist insbesondere dadurch gegeben, dass die angeregten Zustände strahlungsfähiger Systeme (z.B. Atome und Moleküle) eine endliche Lebensdauer und daher unscharfe Energieniveaus besitzen, so dass auch keine scharf definierte Übergangsfrequenz existiert.

Ebenso besitzt auch jedes Energieniveau eines Atomkerns eine Breite Γ, die über die Heisenbergsche Unschärferelation mit der endlichen Lebensdauer π verknüpft ist. Die bei Übergängen zwischen Kernniveaus emittierten γ-Linien haben deshalb auch eine gewisse Linienbreite.

Infolge der Bewegung der emittierenden Systeme wird die Linienbreite vergrößert, siehe dazu Linienverbreiterung.