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Aufgabenstellung:

HCl-Damps absorbiert Licht bei folgenden Wellenzahlen

Zwischen diesen Lininen tritt keine Absorption auf. Ordnen Sie diesen Absorptionslinien die dazugehörigen -Werte zu, bestimmen Sie das Trägheitsmoment und schätzen Sie daraus den Abstand der beiden Atomkerne ab.

Lösungsweg:

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Zuordnung der zugehörigen -Werte:

Die Rotationsenergiezustände sich gegeben mit:

Der Abstand von nach ist

Hier bedeutet also die Quantenzahl, welche zum tieferliegenden Term gehört.

Somit erhält man:

Man erkennt an den gegebenen Werten die dazugehörigen -Werte: Für der Übergang usw. ist offensichtlich bei allen Werten konstant.

Trägheitsmoment:

Mit wird z.B. , also

Schätzung des Abstands der beiden Atomkerne

Die Rotation erfolgt um den gemeinsamen Schwerpunkt (Abstand des H der Masse vom Schwerpunkt sei bzw. , dann gilt:

und 

Für ist .

Auflösen nach

und

Lösung: