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

31197. Профильные системы наблюдений 2D 33.5 KB
  Системы наблюдений на продольных профилях изображают либо на плоскости годографа простые системы либо на обобщенной плоскости системы высокой кратности. Для понимания сущности конкретной профильной системы наблюдений высокой кратности в отечественной сейсморазведке найдено достаточно простое и эффективное средство анализ графического изображения такой системы наблюдений на обобщенной плоскости Гамбурцев 1959. Базы приема с профиля наблюдений проектируются в этой системе координат на проведенные лучи.
31198. Система наблюдений с неортогональной геометрией ЛПП и ЛПВ 28 KB
  Съемки на основе использования схем зигзаг зеркальный зигзаг или двойной зигзаг популярны при работах на территориях где имеется хороший доступ для проезда групп вибраторов. Профили возбужденияю располагаются между соседними приемными линиями образуя одиночный зигзаг. При работах по схеме зеркальный зигзаг каждый второй профиль возбуждения представляет собой зеркальное отображение предыдущего профиля возбуждения. Отрабатывая площадь по схеме двойной зигзаг можно получить весьма хорошее распределение удалений и азимутов.
31199. Системы наблюдений с нерегулярным плановым расположениемлиний приема или возбуждения 33 KB
  Одной из первых систем наблюдений в сейсморазведке 30 была применена петлевая система. Кратность сейсмических наблюдений при таких работах может быть достаточно высокой. Эта система наблюдений может оказаться весьма удобной при работах в городах промышленных узлах и природных заказниках.
31200. Система наблюдений с ортогональной геометрией ЛПП и ЛПВ 31 KB
  Для полного понимания особенностей той или иной системы наблюдений всегда принято расчитывать и приводить графические материалы иллюстрирующие качественные особенности конкретной системы наблюдений в виде изображения основных параметров системы распределения кратности удалений Хгшп и Хтах азимутов подхода лучей и др. Однако кроме рассмотренных выше систем наблюдений с ортогональной геометрией основанных на крестовой расстановке существует еще большое количество и других достаточно оригинальных систем наблюдений этого типа обладающих...
31201. Система наблюдений с параллельной геометрией ЛПП и ЛПВ 30 KB
  Система наблюдений по технологии ШП реализуемая на суше с применением линейных станций ограниченной канальности представляет собой совокупность из профилей возбуждения расположенных параллельно и симметрично одному профилю приема рис. В результате суммарная кратность перекрытий на профиле наблюдений Ро1ат г= Ро1а^ РоМу будет равна 32. Линии проекций общих глубинных точек на поверхность наблюдений параллельны линиям возбуждения.
31202. Сейсмические форматы и запись на магнитную ленту 30 KB
  По рекомендации SEG Общества геофизиковразведчиков в сейсморазведочных станциях в качестве стандартных для 9дорожечных магнитофонов при записи на ленту приняты следующие основные мультиплексные форматы: SEGB с длиной сейсмического слова 25 байта; SEGD с длиной сейсмического слова 4 байта. В качестве демультиплексных форматов в сейсморазведке по рекомендации SEG в настоящее время наиболее широко используются следующие: SEGD801520битный формат с длиной сейсмического слова в 25 байта; SEGD804832битный формат с длиной...
31203. Сейсморазведочная аппаратура первого поколения 30 KB
  Сейсморазведочная станция СС30 6056 конструкции 1956 года содержала уже 60 сейсмических каналов группы по 15 каналов с раздельными фильтрами НЧ и ВЧ. Она была смонтирована в виде набора блоков два блока усилителей по 12 каналов осциллограф пульт управления блок питания переносная фотолаборатория соединительные кабели. Сейсморазведочная станция СС605 содержала 60 сейсмических каналов и была первой отечественной широкодиапазонной станцией приспособленной для регистрации колебаний в диапазоне от 15 до 350 Гц.
31204. Сейсморазведочные станции с промежуточной аналоговой записью 30 KB
  Главным средством создания воспроизводимой сейсмической записи оказалась магнитная аналоговая запись. Сейсморазведочные станции этого типа состоят из двух основных частей: блока записи и блока воспроизведения. Сейсморазведочная станция СС2461М имела 24 основных канала записи и 4 вспомогательных канала для регистрации марок времени отметки моментов взрыва и вертикального времени. Использовался прямой способ записи на ленту с высокочастотным подмагничиванием.
31205. Сейсморазведочные станции с цифровой магнитной регистрацией 30 KB
  Первой отечественной цифровой сейсморазведочной станцией была станция ССЦ1 созданная в 1966 г. Сейсморазведочная станция ССЦ2 была первой отечественной цифровой сейсморазведочной станцией которая достаточно успешно и сравнительно долго 1970 1976 гг. Сейсморазведочная станция ССЦ3 была разработана институтом ВНИИГеофизика Москва при участии фирмы SERSEL Франция в 1972 году. С 1976 года выпускался модернизированный вариант станции под маркой ССЦ4.