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

68573. Розвиток творчого потенціалу педагога в системі науково-методичної роботи школи 83 KB
  У статті розглянуто проблему формування творчого потенціалу педагога у системі науковометодичної роботи школи. У цьому зв’язку виникає проблема вивчення розвитку і використання творчого потенціалу особистості актуалізується необхідність побудови та реалізації освітнього процесу що створює...
68574. Роль контролю, оцінювання та стимулювання навчальної діяльності у підвищенні її результативності та розвитку творчої активності учнів 217 KB
  Мета: на основі узагальнення досвіду, вивчення психолого-педагогічної літератури виявити основні причини неуспішності школярів та способи вирішення даної проблеми; з’ясувати, як впливають умови уроку на створення комфортних умов для самореалізації та самовдосконалення особистості учня й забезпечення...
68575. Найбільш типові помилки у роботі вчителів та шляхи їх подолання 536.5 KB
  Недосконалість сформованої етичної компетентності фахівця призводить до того що майбутній учитель не може правильно обрати тактику своєї поведінки. Учитель дуже тихо говорить окремі слова вимовляє нечітко учням важко стежити за ходом розповіді. Готуючись до уроку кілька разів запишіть пояснення...
68576. Інтерактивні технології — шлях до формування творчої особистості учнів 132 KB
  Мета: сприяти усвідомленню необхідності прийомів інтерактивного навчання на уроках, підвищуючи мотивацію учнів до навчання; спільно працювати над формуванням навичок співпраці, обговоренням спільного вирішення проблем. Обладнання: фліп-чат, стікери, кошик із шкільними речами, ноутбук, слайди.
68577. Обдарована дитина – обдарований учитель: суб’єкт-суб’єктний діалог 87 KB
  Ведучий 1. Шановні колеги! Вітаємо вас на нашому аукціоні, який складатиметься з двох частин: презентаційної та практичної. Сьогодні він присвячений актуальній темі «Обдарована дитина – обдарований учитель: суб’єкт-суб’єктний діалог». Ведучий 2. Щоб отримати квиток на участь у купівлі цінних паперів...
68579. ВПРОВАДЖЕНЯ ЕЛЕМЕНТІВ ЕТНОПЕДАГОГІКИ У НАВЧАЛЬНО-ВИХОВНИЙ ПРОЦЕС ЛНВК ІМ. В. СТУСА 125 KB
  Обовязковим пунктом у планах перебування іноземних учнівських делегацій є відвідання майстеркласів з українського мистецтва. Досвід проведення майстеркласів з іноземними учнями послужив поштовхом до створення фолькпроекту Духовна скарбниця.
68580. Учитель – це не професія, це – життєве кредо 526 KB
  Робота школи як експериментального навчального закладу за темою Формування інформаційного ландшафту та траєкторії навчальнопізнавальної діяльності учнів початкової школи у процесі вивчення інформаційних технологій англійською мовою в умовах сільської школи у контексті всеукраїнського експерименту...