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Relative initial populations of foil-excited hydrogen atoms in the 2p, 3s, 3p, and 3d states are determined by measuring the Balmer-0~ and Lyman-e emissions simultaneously. The data are analyzed by a computer program which takes into account the correlation of both emissions. The results show a dependence on the kind of incident ions: molecular ions give more light and lead to more pronounced excitation of higher angular momentum states than do atomic ions. A possible mechanism to explain this "molecule effect" is discussed qualitatively. A. EinleitungDas Wasserstoffatom nimmt in der Ionenstrahlspektroskopie [1] in verschiedener Hinsicht eine Sonderstellung ein. Da es ein Einelektronensystem ist, k6nnen seine angeregten Zusfiinde und deren mitflere Lebensdauern und Ubergangswahrscheinlichkeiten [2] exakt berechnet werden. Wasserstoff sollte also eine besonders geeignete Testsubstanz ft'lr die Ionenstrahlspektroskopie sein. Auch im Hinblick auf die noch weitgehend ungekl~irte Frage der Ionen-Folien-Wechselwirkung sollte man bei Wasserstoff die besten Aussichten auf einen Erfolg der theoretischen Behandlung erwarten.Diesen Vorteilen stehen experimentelle Nachteile gegentiber. Manche Lebensdauern im Wasserstoff-Termschema, insbesondere die der s-Zust/inde, sind fiir die Messung unbequem grog. Die/-Entartung der Niveaus im reinen (1/r2)-Coulombfeld ftigt einerseits zu dem in der Ionenstrahlspektroskopie sowieso vorhandenen Kaskadenproblem die Komplikation hinzu, daB Uberg/inge mit verschiedenen Lebensdauern sich optisch nicht trennen lassen und verursacht andererseits eine groBe Empfindlichkeit der Niveaus gegeniiber elektrischen Feldern (Starkeffekt): Schon wenige V/cm bewirken z.B. bei den Niveaus der H~-Linie eine megbare Ver/inderung der mittleren Lebensdauern. Will man dies 9*

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Relative Initial Populations of Foil-Excited Hydrogen Atoms in the 2p and 3 d StatesThe Lyman-~ radiation of fast moving hydrogen atoms excited by a thin carbon foil is measured using a channel electron multiplier with a Mg F 2 filter. The photonintensity-versus-distance curve exhibits the 2p (1.596 ns) decay followed by a cascade tail originating mainly from the 3 d level (15.47 ns). The data is analyzed by a computer program using the known mean lives of the 2p, 3d, and 3s states and yields the relative initial state population Y= NOp]NO d which depends on the kind of incident ions (H + or H+). For HE+ ions, excited with a single foil, there might be a slight dependence of Y on the beam velocity, but for H + ions incident on the foil, no such dependence is found. A. EinleitungDie Lyman-~-Strahlung schnellbewegter folienangeregter Wasserstoffatome wurde in den letzten Jahren yon verschiedenen Autoren untersucht [1, 2], um die Lebensdauer des 2p-Niveaus zu messen. Dabei ergab sich, wie nicht anders zu erwarten, gute Clbereinstimmung der gemessenen mit der theoretischen [3] Lebensdauer. Urn einem Verstfindnis des noch weitgehend ungeklfirten Folien-Anregungsmechanismus [4] nfiherzukommen, ist es wi~nschenswert, die relative H~ufigkeit der Anregung verschiedener Niveaus im Wasserstoff-Termschema zu studieren. Innerhalb des 2p-Zustandes selbst geschieht dies durch Messung des ,,Alignments" unter Ausnutzung der Polarisation oder der ,,Quantum beats" [5]. Relative Anfangsbesetzungszahlen verschiedener Zustfinde innerhalb derselben Hauptquantenzahl sind bei einigen Balmerlinien [6,7] und (mit Stark-induzierten ,,Quantum beats") bei der Lyman-fl-Linie [8] untersucht. Ein Vergleich yon Niveaus mit verschiedenen Hauptquantenzahlen w~re dutch Messung der relativen Intensitfiten verschiedener Linien der Lyman-oder Balmerserie m6glich, ist aber schwierig, weil man dazu eine