22681

Атоми у зовнішніх полях. Ефект Штарка

Доклад

Физика

Ефект Штарка Явище розщеплення в електричному полі енергетичних рівнів і пов’язане з ним розщеплення спектральних ліній називають ефектом Штарка. Розщеплення рівнів спостерігається як в однорідних так і в неоднорідних електричних полях зі складною просторовою конфігурацією.Наявність електричного поля що змінюється з часом також призводить до розщеплення рівнів енергії.Енергетична віддаль між компонентами розщеплення рівня в однорідному електричному полі росте зі збільшенням його напруженості.

Украинкский

2013-08-04

507.5 KB

2 чел.

46 Атоми у зовнішніх полях. Ефект Штарка

Явище розщеплення в електричному полі енергетичних рівнів і пов’язане з ним розщеплення спектральних ліній називають ефектом Штарка.

Розщеплення рівнів спостерігається  як в однорідних так і в неоднорідних електричних полях зі складною просторовою конфігурацією.Наявність електричного поля, що змінюється з часом також призводить до розщеплення рівнів енергії.Енергетична віддаль  між компонентами  розщеплення рівня  в однорідному електричному полі  росте зі збільшенням його напруженості.  Розрізняють  лінійний і квадратичний ефекти Штарка. В першому випадку відстань між компонентами пропорційне Е, а у другому -. Квадратичний ефект спостерігається для всіх атомів, а лінійний – для водню і воднеподібних іонів.

Для визначення добавочної енергії в електричному полі використовують формулу:  , де - проекція  електричного диполя на вісь. Напруженість паралельна цій осі. Для всіх атомів, які мають нульовий дипольний момент при , справедливо:, де -поляризуємість атома.      . Звідси випливає, що квадратичний ефект Штарка може спостерігатися, якщо поляризуємість  різна для різних станів атома з однією і тією ж енергією. Квантовомеханічний розрахунок показує, що справедливий вираз , де А і В- постійні для рівня енергії з заданим квантовим числом J.  Те, що  не залежить від знаку , свідчить про двократне виродження компонент розщеплення для всіх . Отже, у випадку штарківського розщеплення виродження знімається не повністю, на відміну ефекту Зеємана. Невироджений рівень з  і не розщеплюється, для нього спостерігається зміщення, яке залежить від напруженості електричного поля.

Лінійний ефект Штарка. В цьому випадку  буде лінійно залежати від Е, якщо . Таким чином, існування лінійного ефекту Штарка для атома водню доводить, що у атома водню є енергетичні стани, що характеризуються значеннями  навіть за відсутності електричного поля. Більш детально розглянемо стан атома водню з . Йому відповідають 4 хвильові функції , тобто  рівень  вироджеий чотирикратно. Із вказаних  функцій складемо 4 лінійні комбінації, опускаючи нормуючий множник.

, , ,

В електричному полі , яке паправлено вздовж осі , для  отримаємо , для , для . Таким чином рівень  розщеплюється в наслідок лінійного ефекту штарка на 3 компоненти:2 невироджені () і 1 двократно вироджену () . Для  ел хмара сим.відносно площини xoy, в цих станах , ці стани не змін. енергію при . Для - електр.хмара несим. відносно xoy, тут буде (), і ().

Наявність потенціального бар’єру(малюнок) робить ймовірним тунельний ефект. За рахунок тунельного ефекту  може  відбуватися іонізація атома – автоіонізація. Ймовірність тунельного ефекту залежить від 2-х факторів:від ступеня прозорості бар’єра, яка визначається його висотою і шириною, і від густини електронної хмарки на внутрішній стороні потенціального бар’єру. Ймовірність тунельного ефекту  зростає із збільшенням прозорості потенц. бар. та із зростанням електронної густини на внутрішній його стороні. Спектральні лінії у випадку ефекту Штарка виникають в результаті переходів, що підкоряються таким же правилам відбору, як і в ефекті Зеємана . Енергетична віддаль між сусідніми компонентами розщеплення зростає пропорційно , число компонент розщепл.(2n-1). При збільшенні  рівні енергії потрапляють в зону неперервних значень, отже відповідні лінії не спостерігаються.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

57485. Welcome to Ukraine 55 KB
  The aims: Practical aims: to teach the new vocabulary, by the end of the lesson pupils will have revised the information they have learned about Ukraine, will have recollected some facts about our country by doing different tasks...
57486. Ukraine is our native country 73.5 KB
  The aims: to repeat the learnt vocabulary; to revise the information pupils have learnt about Ukraine; to recollect some facts about our country by doing different tasks: making up sentences and monologues, writing pass-letters;
57487. Кількість, густота, природний рух населення України 99 KB
  Після цього уроку учні зможуть: ознайомитись з кількістю населення України і її зміною в часі; давати визначення поняттям природний приріст міграція розкривати вплив природних історичних умов на розміщення населення на території України...
57489. Ukraine and Great Britain 1.86 MB
  Today we have unusual lesson. It’s a Presentation Lesson and its topic is “Differences and Similarities of Ukraine and Great Britain”. The aim of our lesson is to improve our knowledge, to learn more and broaden our outlook, to watch presentations, to play games.
57490. Welcome to Ukraine! 169.5 KB
  Today we have an unusual lesson. We are going to prepare for journey around Ukraine. We’ll travel next time. We’ll go by bus. But first of all we need tickets. You shouldn’t pay money for these tickets. You should answer some my questions to get a ticket. Let’s start.
57491. Послевоенное восстановление и развитие Украины (1945 - начало 1953 года). Голод 1946-1947 гг 65.5 KB
  Давайте мы пополним этот коллаж нарисовав свой символ голодоморов. Приложение №1 Документ №1 29 августа 1946 года былю официально объявлено что в связи с засухой в ряде областей СССР и сокращением государственных...
57492. ОПЫТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ РАБОТА ПО ФОРМИРОВАНИЮ НАВЫКОВ ПОСТРОЕНИЯ КОМПОЗИЦИИ В РИСУНКЕ У МЛАДШИХ ШКОЛЬНИКОВ СРЕДСТВАМИ ИЗОБРАЗИТЕЛЬНОГО ИСКУССТВА 166.82 KB
  Изобразительное искусство является художественным отражением действительности в зрительно воспринимаемых образах. Средствами цвета, пластики или рисунка художник создает на холсте, в глине или мраморе картины окружающей жизни, сильные и прекрасные образы человека.
57493. Точність і доречність мовлення. Складні випадки слововживання. Пароніми і омоніми. Вибір синонімів 375.5 KB
  Що таке лексикологія Що вона вивчає З яких груп складається лексика Які слова називають іншомовними Що таке термін термінологія Що таке професіоналізм Наведіть приклади. Випишіть словатерміни поясніть значення.