Raman-Spektroskopie - Physikalisches Institut Heidelberg

3.4.4 Rotations-Raman-Effekt mit Kernspineinfluss
Abbildung 4: Rotations-Raman-Spektrum von H2. Überlagerung der Spektren
von ortho- und para-Wasserstoff
Es kann auch ein weiterer Effekt bei homonuklearen diatomaren Molekülen
auftreten, der sich in Intensitätsunterschieden der Rotationsspektren zwischen
Übergängen mit geradem J und denen mit ungeradem J zeigt. Der
Grund hierfür ist der Einfluss des Kernspins auf die Statistik der Niveaubesetzung.
In Molekülen mit zwei gleichen Kernen wirkt sich der Kernspin auf die Symmetrie
der Gesamtwellenfunktion aus, denn aus dem Pauli-Prinzip folgt, dass
die Gesamtwellenfunktion von Fermionen antisymmetrisch gegenüber Vertauschung
und für Bosonen symmetrisch sein muss. Auf Grund dieser Symmetriebedingungen
ergeben sich also (z.T. große) Unterschiede in den Besetzungszahlen,
und damit bei einer spektroskopischen Untersuchung auch
Unterschiede in den Intensitäten, so dass man direkt in einem Spektrum die
Linien einem bestimmten Übergang und somit einem bestimmten Kernspinzustand
zuordnen kann (siehe Abbildung 4 am Beispiel von H2).
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