22681

Атоми у зовнішніх полях. Ефект Штарка

Доклад

Физика

Ефект Штарка Явище розщеплення в електричному полі енергетичних рівнів і повязане 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

75796. Создание RPM пакета в операционной системе Linux 629.67 KB
  Основным преимуществом программного обеспечения с открытым кодом является, как следует из названия, доступность внутренней информации об особенностях работы приложений. Имея исходный код, вы можете изучить, как приложение работает, изменить, улучшить и расширять его функции, заимствовать и повторно использовать код...
75797. Родо – видовые отношения в структуре лексико-тематической группы «Одежда» (по материалам толкового словаря С. И Ожегова, Н. Ю Шведовой) 59.01 KB
  Задачи: рассмотреть виды лексико-семантических групп и типы отношений слов в русском языке рассмотреть родовые и видовые отношения слов в лексике русского языка, в частности гипонимию (На примере ЛСГ «Одежда») доказать, что структурирование словарного состава русского языка...
75799. Портфельные инвестиции 135.71 KB
  Переход к рыночной экономике сопровождается появлением принципиально новых видов деятельности предприятия. К их числу относится задача эффективного вложения денежных средств – инвестирования.
75802. Поняття та склад інвестиційних ресурсів 85 KB
  Фінансові ресурси, зокрема, грошові кошти, в інвестиційній діяльності відіграють найбільшу роль. По-перше, вони можуть трансформуватися у будь-яку іншу форму інвестиційних ресурсів шляхом придбання предметів та засобів праці, інновацій, робочої сили та інших елементів виробництва...