Energieniveau
Energieschema des Atomorbitalmodells
Ein Energieniveau ist die diskrete Energie, die als Energieeigenzustand zu einem quantenmechanischen Zustand eines Systems (etwa eines Atoms oder eines Atomkerns) gehört. Energieniveaus sind Eigenwerte des Hamilton-Operators, sie sind deshalb zeitunabhängig. Das System kann sich dauerhaft nur in einem dieser Zustände, aber nicht bei anderen, dazwischen liegenden Werten der Energie „aufhalten“. Ein sich selbst überlassenes System strebt stets seinem tiefsten Energieniveau, dem Grundzustand, zu. Alle anderen Niveaus heißen angeregte Zustände.
Anschaulich kann man sich vorstellen, dass Anordnung und Bewegungsweise der Elektronen in der Atomhülle – oder der Nukleonen im Kern – jeweils nur in ganz bestimmter Form stabil sind. Jeder dieser Zustände hat einen anderen, bestimmten Energieinhalt. Allerdings gibt es oberhalb einer bestimmten Grenzenergie auch ein Energie-Kontinuum, einen Bereich beliebiger möglicher Energiewerte. Diese Grenze entspricht gerade der Bindungsenergie des am leichtesten abtrennbaren Teilchens (siehe z. B. Ionisation). Das Kontinuum möglicher Energien ergibt sich daraus, dass dieses abgetrennte Teilchen mit einer beliebigen kinetischen Energie davonfliegen kann. Eine besondere Situation ergibt sich im Kontinuum bei bestimmten Energien, für die es auch einen angeregten Zustand gibt, bei dem gar kein Teilchen abgetrennt wurde. So ein Zustand wird zuweilen als "gebundener Zustand innerhalb des Kontinuums" bezeichne