Определение слова «ШТАРКА ЭФФЕКТ»

Большой энциклопедический словарь:

ШТАРКА ЭФФЕКТ — расщепление спектральных линий в электрическом поле. Под воздействием электрического поля изменяется движение заряженных частиц, образующих систему (напр., электронов в атоме) — и система приобретает дополнительную энергию — ее уровни энергии смещаются и расщепляются, что вызывает расщепление спектральных линий. Открыт Й. Штарком в 1913.

Физический энциклопедический словарь:

Расщепление спектр. линий атомов, молекул и др. квант. систем в электрич. поле. Открыт в 1913 нем. физиком Й. Штарком (J. Stark), явл. результатом сдвига и расщепления на подуровни уровней энергии под действием электрич. поля Е (штарковское расщепление, штарковские подуровни; термин «Ш. э.» относят также к сдвигу и расщеплению уровней энергии).
Ш. э. получил объяснение на основе квант. механики. Атом (или др. квант. система), находясь в состоянии с определ. энергией ?, приобретает во внеш. поле Е дополнит. энергию D? вследствие поляризуемости его электронной оболочки и возникновения индуцированного дипольного момента. Уровень энергии, к-рому соответствует одно возможное состояние атома (невырожденный уровень), в поле Е характеризуется энергией ?+D?, т. е. смещается. Разл. состояния вырожденного уровня энергии могут приобретать разные дополнит. энергии D?a (a=1, 2,. . ., g, где g — степень вырождения уровня; (см. АТОМ). В результате вырожденный уровень расщепляется на штарковские подуровни, число к-рых равно числу разл. значений D?a. Так, уровень энергии атома с заданным значением момента кол-ва движения М=ћ?(J(J+1) (где J = 0, 1, 2,. . . — квантовое число полного момента кол-ва движения) расщепляется на подуровни, характеризуемые разными значениями магн. квант. числа mJ, к-рое определяет величину проекции М на направление Е. Значениям -mJ и +mJ соответствует одинаковая дополнит. энергия D?, поэтому штарковские подуровни (кроме подуровня с m=0) дважды вырождены (в отличие от Зеемана эффекта, для к-рого все подуровни не вырождены).
Различают линейный Ш. э. (D? пропорц. Е; рис. 1) и квадратичный Щ. э. (D? пропорц. Е2; рис. 2). В первом случае получается симметричная относительно первичной линии картина расщепления, во втором — несимметричная. Линейный Ш. э. характерен для атомов Н в не слишком сильных полях и составляет

Рис. 1. Зависимость величины расщепления уровня энергии D? от напряжённости электрич. поля Е при линейном эффекте Штарка (расщепление уровня энергии атома Н, определяемого гл. квант. числом n= 3, на 5 подуровней).

Рис. 2. Зависимость величины расщепления уровней энергии D? от напряжённости электрич. поля Е при квадратичном эффекте Штарка.
тысячные доли эВ для Е=104В/см. Уровень энергии атома Н с заданным значением гл. квант. числа n симметрично расщепляется на 2n-1 равноотстоящих подуровней (рис. 3). Компоненты штарковского расщепления поляризованы. При наблюдении в направлении, перпендикулярном направлению Е, появляются продольно поляризованные p-компоненты и поперечно поляризованные s-компоненты. При наблюдении вдоль Е p-компоненты не появляются, а на месте

Рис. 3. Расщепление линии Нa водорода в поле Е. Различно поляризованные компоненты (линии я и а) возникают при определ. комбинациях подуровней.
s-компонент возникают неполяризованные компоненты. Интенсивности разных компонент различны. Линейный Ш. э. наблюдается также для водородоподобных атомов и для сильно возбуждённых уровней др. атомов. Иногда Ш. э. приводит к появлению запрещённых линий.
Для многоэлектронных атомов типичен квадратичный Ш. э. Величина его невелика — в полях = 105 В/см расщепление =10-4 эВ. Для достаточно симметричных молекул, обладающих постоянным дипольным моментом, характерен линейный Ш. э., в др. случаях обычно наблюдается квадратичный Ш. э.
Важный случай Ш. э.— расщепление электронных уровней энергии иона в крист. решётке под действием внутрикрист. поля, к-рое может достигать сотых долей эВ. Это поле учитывается в спектроскопии кристаллов и в квант. электронике.
Ш. э. наблюдается и в перем. электрич. поле, причём изменение положения штарковских подуровней может быть использовано для изменения частоты квант. перехода в квант. устройствах (штарковская модуляция; (см. МИКРОВОЛНОВАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ). Влияние быстропеременного электрич. поля на уровни энергии атомов (ионов) определяет, в частности, штарковское уширение спектр. линий в плазме, к-рое позволяет оценить концентрацию в ней заряж. ч-ц (напр., в атмосферах звёзд).

Смотреть другие определения →


© «СловоТолк.Ру» — толковые и энциклопедические словари, 2007-2020

Top.Mail.Ru
Top.Mail.Ru