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A: Atomphysik
A 12: Atomspektroskopie II
A 12.5: Vortrag
Dienstag, 23. März 2004, 17:30–17:45, HS 133
Hochpräzise Laserspektroskopie zur Bestimmung des 154Sm Ionisationspotenzials — •Annette Schmitt1, Bruce Bushaw2 und Klaus Wendt1 — 1Institut für Physik, Johannes Gutenberg-Universität Mainz — 2Pacific Northwest National Laboratory, Richland, USA
Das Ionisationspotenzial ist eine entscheidende, jedes Atom charakterisierende Größe, die mit Hilfe der hochauflösenden Resonanzionisations-Massenspektrometrie präzise bestimmt werden kann. Experimentelles Vorgehen sowie die vergleichsweise aufwendige Auswertung der Daten werden am Beispiel des Samariums vorgestellt.
Es kommen drei kontinuierliche Laser zum Einsatz, mit denen über zwei resonante Zwischenschritte Rydbergserien mit Hauptquantenzahlen von n=60 bis 160 in einem spektralen Bereich von 30 cm−1 bis 4 cm−1 unterhalb des ersten Ionisationslimits angeregt werden. Mit Hilfe einer modifizierten Rydberg-Ritzformel wird das Konvergenzlimit der Serie bestimmt. Eine Modifikation ist unerlässlich, da Samarium zur Gruppe der Lanthanide gehört, eine nur teilweise gefüllte Unterschale und damit ein sehr komplexes Spektrum besitzt. Rydbergserien werden daher durch Zustände anderer Konfigurationen gestört. Darüberhinaus sind Rydbergzustände hoher Hauptquantenzahlen sehr empfindlich auf elektrische Felder. Beide Effekte verschieben die Linienlagen und beschränken die Genauigkeit, mit der das Konvergenzlimit extrahiert werden kann. Erreicht wurden 0.00004 cm−1. Damit kann das Ionisationspotenzial zu 45519.30793(40) cm−1 angegeben werden. Dies ist gegenüber dem Literaturwert eine Genauigkeitssteigerung um 4 Größenordnungen.