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斯塔克效应

计算的在电场中正常(非混沌)里德伯原子氢原子在主量子数(n)接近15,磁量子数(m)为0的光谱能级。每个n阶能级都有n-1个简并次能级:应用在电场中简并被破坏。注意能级因为潜在的运动对称性而可以交叉[1]

斯塔克效应(英语:Stark effect)是原子分子光谱谱线在外加电场中发生位移和分裂的现象。分裂和位移量称为斯塔克分裂或斯塔克位移。斯塔克效应又可分为一阶和二阶斯塔克效应。一阶的情况下光谱分裂或位移是与电场强度呈线性关系,二阶则是和电场强度呈二次方关系。

斯塔克效应对应于带电粒子谱线的压力增宽(斯塔克增宽)。当谱线的分裂或位移在吸收线发生时则称为逆斯塔克效应(Inverse Stark effect)。

由电场造成的斯塔克效应与由磁场造成谱线分裂成数个部分的塞曼效应相似。

斯塔克效应可使用全量子力学的方式解释,但也有许多基于半经典物理的方式。

计算的在电场中混沌里德伯原子锂原子在主量子数接近15,磁量子数为0的光谱能级。注意每个能级不会交叉,这是因为离子的原子核(以及因此产生的量子缺陷)打破了运动对称性[2]

参见

  • 塞曼效应
  • Autler-Townes效应
  • 斯塔克光谱学
  • 英格利斯-泰勒方程

注释

  1. ^ Classical, semiclassical, and quantum dynamics of lithium in an electric field, M Courtney, N Spellmeyer, H Jiao, D Kleppner, Phys Rev A 51, 3604 (1995).
  2. ^ Classical, semiclassical, and quantum dynamics of lithium in an electric field, M Courtney, N Spellmeyer, H Jiao, D Kleppner, Phys Rev A 51, 3604 (1995).
See for the early history of the Stark effect: E. Whitaker, A History of the Theories of Aether and Electricity, vol. II; The Modern Theories, American Institute of Physics (1987).

参考资料

  • E. U. Condon and G. H. Shortley. The Theory of Atomic Spectra. Cambridge University Press. 1935. ISBN 0-521-09209-4. (Chapter 17 provides a comprehensive treatment, as of 1935.)
  • H. W. Kroto. Molecular Rotation Spectra. Dover, New York. 1992. ISBN 0-486-67259-X. (Stark effect for rotating molecules)
  • H. Friedrich. Theoretical Atomic Physics. Springer-Verlag, Berlin. 1990. ISBN 0-387-54179-9. (Stark effect for atoms)

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