Absorptionskante

Als Absorptionskante wird allgemein ein sprunghafter Übergang von schwacher zu stärkerer Absorption bezeichnet, der an einer bestimmten Stelle eines elektromagnetischen Spektrums auftritt.

Ionisationswirkungsquerschnitt als Funktion der Photonenenergie (schematisch) mit Absorptionskanten

In der Optik und Atomphysik ist es die Bezeichnung für jene Frequenz f oder Photonenenergie $E=h \cdot f$, bei der eine sprunghafte Änderung im Absorptions-Wirkungsquerschnitt eintritt. Dies ist der Fall, wenn die Energie genau einer Anregungsenergie oder Ionisationsenergie entspricht (siehe auch photoelektrischer Effekt). h bezeichnet das plancksche Wirkungsquantum.

Absorptionskanten kommen ebenfalls bei Röntgenstrahlung vor. Die charakteristische Röntgenemission findet statt, nachdem ein Elektron des niedrigsten Energieniveaus auf ein hohes Energieniveau gehoben wurde. Es handelt sich dabei nicht um Resonanzemission, sondern das Elektron, das das Röntgenphoton emittiert, stammt aus der zweiten (der L-Schale), oder einer höheren Valenzschale. Ein Atom kann folglich Röntgenstrahlung erst dann absorbieren, wenn die Frequenz der Röntgenstrahlung mindestens so groß ist, dass ein Röntgenphoton die für die Anregung nötige Energie hat. Die Energie, die bei der K-Strahlung abgegeben wird, reicht nicht aus, weil die L-Schale normalerweise mit Elektronen voll besetzt ist und kein weiteres aufnehmen kann (siehe Pauli-Prinzip).

Das Auftreten der Absorptionskante bei Halbleitern oder Isolatoren ist die Folge einer Energielücke (Bandlücke) im Anregungsspektrum der Elektronen. Aus der Lage der Absorptionskante im Absorptionsspektrum lässt sich die Breite dieser Bandlücke bestimmen.