Techniklexikon

Linienbreite

1) natürliche Linienbreite, die kleinste mögliche spektrale Breite einer atomaren oder molekularen Spektrallinie. Ist bei einem atomaren Übergang, der in Absorption oder in Emission beobachtet wird, kein Verbreiterungsmechanismus (Linienformen) wirksam, so hat das Frequenzspektrum die Form einer Lorentz-Verteilung mit der natürlichen Linienbreite als volle Halbwertsbreite. Die natürliche Linienbreite ist bestimmt durch die Lebensdauer t des angeregten Zustands der Spektrallinie. Es gilt

dabei ist Dw_nat die natürliche Linienbreite, ausgedrückt als Kreisfrequenz. Die natürliche Linienbreite einer Spektrallinie ist also um so kleiner, je grösser die Lebensdauer des angeregten Zustands ist. Die Grösse der natürlichen Linienbreite ist bestimmt durch die Heisenbergsche Unschärferelation. Aus der Energie-Zeit-Unschärfe folgt, dass ein Zustand mit endlicher Lebensdauer eine bestimmte Energieunschärfe aufweist. Diese Energieunschärfe führt zu der endlichen Linienbreite der Spektrallinie.

2) durch die Zählerauflösung bestimmte Breite einer Linie in einem Spektrum bei Nachweis einer monoenergetischen radioaktiven Strahlung der Energie E₀ oder einer analogen Messgrösse. Die Linienbreite wird meist als Halbwertsbreite DE oder FWHM (full width half maximum) angegeben. Bei Annahme einer gaussförmigen Linienform ist die Angabe der Varianz s, der Breite der Peakhöhe bei 60 %, üblich. Es gilt die Beziehung FWHM = 2s = 2,35 s.