energispektrumet

Energispektrumet är den fördelning av energinivåer eller energier som ett system, till exempel en atom, molekyl eller kvantmekanisk kub, kan anta. Begreppet används i olika vetenskapliga sammanhang, däribland kvantfysik, spektroskopi, och energetisk analys av materiella system. I kvantmekaniken beskriver energispektrumet de tillåtna energivärdena som erhålls genom att lösa Schrödingergleichungen för ett givet system. Lösningen ger ofta ett diskret uppsättning av energinivåer, därav ett diskret energispektrum. Vid vissa system, särskilt när de är öppna eller har kontinuerliga tillstånd, kan spektrumet vara kontinuum, vilket innebär att energi kan anta ett oändligt antal värden inom ett intervall.

Spektroskopiska tekniker fungerar genom att mäta energin som absorberas eller emitteras när systemet övergår mellan olika energinivåer. Exempel på sådana tekniker är fotomaterial, masaspektrometri och röntgenabsorption. Resultaten från dessa mätningar ger ett energi­spektrum, vilket sedan kan analyseras för att identifiera kemiska element, bestämma molekylstrukturer eller studera fysikaliska egenskaper och reaktionsmekanismer.

I materialvetenskap används energispektrum också för att beskriva tillståndsavbildningar, som bandstrukturer i fasta ämnen, där energin i relation till kvantet väljs av kristallstrukturen. Energispektret spelar därmed en central roll i att förstå och förutsäga kemiska och fysiska egenskaper hos material.