Oszillatorstärke

Die Oszillatorstärke ist die charakteristische Stärke eines Übergangs zwischen Quantenzuständen der Elektronen in einem Atom, welcher unter Absorption oder Emission von elektromagnetischer Dipolstrahlung erfolgt. Die Bezeichnung stammt aus dem halbklassischen Modell eines harmonisch an den Atomrumpf angebundenen Elektrons, welches durch das elektrische Feld zu Schwingungen angetrieben wird (Lorentz-Oszillator-Modell).

Die Oszillatorstärke ist mit dem quantenmechanischen Wirkungsquerschnitt verknüpft durch:

$f=\frac{4m_ec_0^2\epsilon_0}{e_0^2}\int\frac{1}{\lambda^2}\sigma(\lambda)d\lambda$

m_e : Elektronenmasse, c₀ : Vakuumlichtgeschwindigkeit, $\epsilon_0$ : elektrische Feldkonstante, e₀ : Elementarladung, λ : Wellenlänge, σ(λ) : Wirkungsquerschnitt.

Der Wirkungsquerschnitt ist proportional zur Übergangswahrscheinlichkeit zwischen zwei Zuständen:

$\sigma = \frac{2\pi}{L \hbar }\rho |M_{fi}|^2\,\propto \rho|M_{fi}|^2$

Dabei ist M_fi das Übergangsmatrixelement zwischen Anfangs- (i) und Endzustand (f), ρ die Zustandsdichte für die Energie der Endzustände und L die Luminosität.