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

56523. Тригонометричні підстановки в показникових рівняннях 151 KB
  Як література розвиває емоції взаєморозуміння так математика розвиває спостережливість уяву і розум. Представники кожної із чотирьох груп заздалегідь заготували на дошці запис...
56524. Решение простейших тригонометрических уравнений 782 KB
  Решить уравнение Решение. Решить уравнение Решение. Решить уравнение Решение. Ответ: уравнение не имеет решений Учащиеся уровня А заполняют карточки с подсказками.
56525. Урок по алгебре форме игры «Счастливый случай» 208.5 KB
  Тригонометрические функции числового аргумента. Тригонометрические функции двойного и половинного аргумента. Обратные тригонометрические функции их определения. Какие явления напоминает график синусоиды или косинусоиды Составление кроссвордов друг другу...
56526. Урок Тригонометричні функції числового аргументу 268 KB
  Мета уроку: повторити, систематизувати й узагальнити знання учнів з теми; розвивати логічне мислення, пізнавальну діяльність, вміння застосовувати властивості тригонометричних функцій до побудови графіків...
56527. Розв’язування тригонометричних рівнянь 2.9 MB
  Розглянемо такі тригонометричні рівняння. Рівняння які зводяться до квадратних відносно тригонометричної функції. Рівняння які розв’язуються за допомогою рівності однойменних тригонометричних функцій. Лінійні рівняння відносно синуса і косинуса.
56528. Тригонометричні функції гострого кута прямокутного трикутника 83 KB
  Мета: формування поняття тригонометричних функцій гострого кута прямокутного трикутника дослідницько-евристичним методом; розвивати уміння учнів узагальнювати результати досліджень, спостережливість, прийоми аналізу і синтезу...
56529. Розв’язування прямокутних трикутників 519 KB
  Продовжте речення: Синус кута дорівнює відношенню протилежного катета до. гіпотенузи; cos 30o = ; Сума квадратів катетів дорівнює квадрату гіпотенузи; Прилеглий катет дорівнює добутку гіпотенузи на косинус кута...
56530. Трикутники. Сторони. Кути. Основа. Висота. Розпізнавання та креслення трикутників 276.5 KB
  Розпізнавання та креслення трикутників. Наочність: таблиця Трикутники малюнки трикутників Тип уроку: формування нових знань умінь і навичок Перебіг уроку. Види трикутників за кутами. Відшукування видів трикутників за допомогою косинця.
56531. Розв’язування трикутників 685 KB
  Мета уроку: формувати навички і вміння з розв’язування трикутників. Час виконання 1 Організаційний момент 7хв 2 Актуалізація опорних знань 7хв 3 Розв’язування вправ 16хв 4 Самостійна робота 10хв 5 Підсумок уроку 5хв...