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Die Einheiten Elektronenvolt (eV), Frequenz (f), Wellenlänge (l) und Wellenzahl (wz) sind als Energieeinheiten oder als energieproportionale Einheiten äquivalent und lassen sich ineinander umrechnen.
Ein Elektronenvolt ist die kinetische Energie, die ein einfach geladenes Teilchen aufnimmt, wenn es mit 1 Volt elektrischer Spannung beschleunigt wird. Die Wegstrecke der Beschleunigung und die Masse des Teilchens sind dabei nicht relevant, da sich diese Größen nicht auf die Energieaufnahme auswirken. Unter Anwendung des Welle-Teilchen-Dualismus kann diese Energieangabe auch auf Teilchen angewendet werden, die keine Ruhemasse besitzen (z. B. Photonen).
Die Frequenz des Lichts ist über die PLANCKsche Formel E = hf (h...PLANCKsches Wirkungsquantum) direkt mit der Energie der Strahlung verknüpft und wird deshalb in der Spektroskopie oft als synonyme Energiebezeichung genutzt.
Die Wellenlänge des Lichts ist über die Lichtgeschwindigkeit c mit der Frequenz durch l = c / f verknüpft. Deshalb ist die Wellenlänge ebenfalls ernergieäquivalent. Zu beachten ist jedoch die indirekte Proportionalität.
Die Wellenzahl wz ist per Definition der Kehrwert der Wellenlänge: wz = 1 / l . Die Wellenzahl ist direkt proportional der Energie der Strahlung E = h * c * wz und wird üblicherweise in Wellenzahlen (cm-1) angegeben. In der Optik wird auch die Bezeichnung "Ortsfrequenz" genutzt. Die Entstehung dieser Bezeichung oder Einheit hat historische Ursachen. Bei der interferometrischen Messung der Wellenlänge monochromatischer Strahlung wurde ein Interferometerspiegel bewegt und die Anzahl der Interferenzen pro Weglänge gezählt. Diese Angabe der Anzahl der Interferenzen wurde auf eine Wegstrecke von einem Zentimeter bezogen und führte zu der Einheit "Interferenzen/cm" oder cm-1, also zu den Wellenzahlen.
Die Einheiten lassen sich wie folgt ineinander umrechnen:
| l [µm] = 10000 / wz [cm-1] | |
| f [Hz] = 3 * 1010 * wz [cm-1] | |
| E [eV] = 1 / 8065,5 * wz [cm-1] |
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