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斯塔克效应

斯塔克效应的影响?斯塔克效应的应用

shqlly shqlly 发表于2022-10-29 17:32:07 浏览70 评论0

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本文目录

斯塔克效应的影响

斯塔克效应对玻尔的原子理论起了一定的验证作用。1914年玻尔在卢瑟福的启示下,对斯塔克效应作了理论分析,他把斯塔克效应看成是外电场改变了电子在自由原子中的轨道引起的现象,从自己的原子模型出发,推出了氢谱线电致分裂的最大频率位移。但是计算结果与实际测量分歧甚大。瓦伯(E.Warburg)则在玻尔的频率公式上加一修正项,这一修正项相当于电子恢复到原有轨道所需作的功,加了修正项之后就可以满意地解释斯塔克效应。而索末菲的相对论性原子理论则更为理想,他的学生埃普斯坦(P.S,Epstein)根据索末菲的理论推得谱线电场分裂公式。后来索末菲提出选择定则,并总结出一套经验规则,结果与斯塔克的观测相符很好。当然斯塔克效应十分复杂,准确的解释有待于量子力学的出现和原子理论的进一步发展。
1916年,埃普斯坦(Epstein)把斯塔克效应纳入了量子力学的框架。1926年,薛定谔证明了这一效应与波动力学是一致的。

斯塔克效应的应用

斯塔克效应应用于原子分子结构的研究。斯塔克效应是谱线增宽的原因之一,当气体放电电流密度较大时,产生大量带电离子,它们对发光原子产生较强的内部电场,引起谱线斯塔克分裂;离子与发光原子的距离不同,谱线分裂的大小不同,叠加的结果导致谱线增宽。等离子谱线的斯塔克增宽可用于内部电场强度和带电粒子密度的测定。

什么是量子限制斯塔克效应

  • 当外电场垂直作用于量子阱材料时,吸收边随外电场红移

  • 在电场作用下,量子阱中电子、空穴波函数的空间 分布和交叠状况发生改变,导致带间跃迁的能量和跃迁 概率改变。由于势垒的限制作用,量子阱中的二维激子 即使在较高的纵向电场作用下仍不发生电离,可以观察到激子吸收边的移动和吸收强度的明显变化。这种电场效应称为量子限制的斯塔克效应。
    欲从头了解 见参考资料

氢原子谱线的三种效应

Stake效应,光电效应,斯塔克效应。
1、氢原子光谱指的是氢原子内的电子在不同能阶跃迁时所发射或吸收不同波长、能量之光子而得到的光谱,其效应为Stake效应,氢原子的Stake效应氢原子的光谱线在外电场作用下发生分裂的现象,称为Stake效应。
2、光电效应是指氢原子光谱在室外光线下所产生的效应。
3、氢原子能级裂距正比于外电场,称为一级斯塔克效应。

请问,量子力学中四个简单的简答题!

以下供参考:
1.在经典物理和量子力学中“粒子”概念的共同点在于“原子性”或“颗粒性”,不同点在于经典物理中的“粒子”同时有确切的轨道和动量,而在量子力学中轨道概念不再适用,粒子的位置和动量具有本质的不确定性;“波”概念的共同点在于波动最本质的东西——波的叠加性,不同点在于经典物理中的“波”总意味着某种实在的物理量的空间分布作周期性的变化,而在量子力学中并不一定与某种实在的物理量在空间的波动联系在一起。
2.量子力学中的力学量,用线性厄米算符表示,刻画可观测力学量的算符都是线性算符;算符F的本征值是实数,是测量力学量F时所有可能出现的值,平均值也是实数;在力学量F的本征态中测量F,有确定值,即算符F的本征值;在非F的本征态中测量F,有可能值及平均值,可能只是F的本征值。
3.把原子置于强磁场中,原子发出的每条谱线都分裂为三条,此即正常塞曼效应。
当所加外磁场很弱时,自旋轨道耦合作用和内禀磁矩与外磁场的作用项应一并考虑,导致能级分裂为偶数(2j+1)条,而不再是三条,这就造成反常塞曼效应。
把原子置于外电场中,则它发出的谱线会发生分裂,此即斯塔克效应。
4.定态是一种特殊的状态,即能量本征态,在定态下,一切不显含时间的力学量(不管是否守恒量) 的平均值和几率分布都不随时间改变,粒子在空间的几率密度和几率流密度也都不随时间改变。

斯塔克效应的发现

斯塔克研究了含有氢气的管子中极隧射线通过强电场的情况。1913年他在研究过程中观察到氢谱线加宽了。他立即联想到十几年前塞曼(P.Zeeman)的发现。这会不会是与塞曼效应对应的一种电学现象?从1896年塞曼发现谱线的磁致分裂以来,科学家经常提出这样的问题:既然在磁场中原子发出的光谱线会分裂,在电场中会不会有类似现象?然而,德国的福格特(W.W.Voigt)试图从束缚电子发射光谱的理论推导电场对光谱的作用。计算结果表明,即使加300V/cm的静电场,光谱线的分裂也只有钠黄光的D双线间隔的5×10-5。这一效应太小了,实在难以观察。于是福格特认为,这就解释了为什么以前没有人发现与塞曼效应对应的电现象。多年来,他的解释妨碍了人们研究这一效应的积极性。
到了1913年,对量子理论起过先导作用的斯塔克对这个问题发生了兴趣,他认为福格特的经典理论不足为凭。在他看来,光谱的发射是由于价电子的跃迁,电场一定会改变原子内部电荷的分布,从而影响发射频率。他是研究极隧射线的专家。他在极隧射线管子中的阴极和另一辅助电极之间加上强电场,强度达到31kV/cm。然后沿平行于或垂直于电场的方向用光谱仪进行观测。氢的极隧射线穿过电场,果然观测到了加宽。经过仔细调整,他终于获得了谱线分裂的证据,并且证明随着谱线序号的增大,分裂的数目也随之增多。他还发现,沿电力线成直角的方向观察,所有的分量都是平面偏振光,外面的两根较强,其电矢量与电场平行;中间的几根较弱,其电矢量与电场垂直。他的观测非常精细,得出了如下的结论:各分量到中心线的距离是最小位移的整数倍,而最小位移对所有谱线均相同;位移与电场强度直接成正比。
1919年诺贝尔物理学奖授予德国格雷复斯瓦尔大学的斯塔克(Johnnes Stark,1874-1957),以表彰他在极遂射线中发现了多普勒效应和电路中发现了分裂的谱线。

一级斯塔克效应产生原因 简单塞曼效应产生原因 谢谢!!!

弱磁场下,由于自旋产生的能量作为微扰项,且自旋角动量与轨道角动量的耦合可以忽略,使得原来兼并的能级分开了。

等离子体光谱的效应

另一个重要效应是斯塔克效应。等离子体中的每个发光粒子都处于其他粒子所带电荷产生的电场中,由于电场的作用,这个粒子所发射的光谱发生分裂,这就是斯塔克效应。分裂情况同等离子体中的粒子密度有关。带电粒子产生的微观电场是复杂的,引起各式各样的斯塔克分裂,叠加的结果,使光谱线变宽,形成斯塔克增宽。在温度较低(几个电子伏)、密度较高(大于10τm )的等离子体中,常用斯塔克增宽来测量电子密度。 的斯塔克增宽理论较为完整,理论指出这类斯塔克增宽谱线轮廓的半高全宽度与成正比,Ne为等离子体的电子密度。
聚变装置的高温等离子体往往处于强磁场中,会引起光谱线分裂,这就是光谱学中熟知的塞曼效应。在一些大型聚变装置中,磁场强度为几个特斯拉(T),分裂正比于磁场强度B和波长λ的二次方的乘积,如λ=5000┱,B=1T时,则塞曼分裂=0.117┱。根据谱线塞曼分裂的大小可推算等离子体中的磁场强度。

氢原子的斯塔克效应是啥

原子发出的谱线在电场作用下产生分裂的一种现象,1913年为德国物理学家斯塔克所发现。对于氢原子来说,当电场强度不很大时,能级的分裂宽度ΔE可以近似写作: 式中h为普朗克常数;me和e分别为电子的质量和电荷;F为外电场强度;n为主量子数;n1和n2可以取0至 (n-1)之间的值。从上式可以看出,对于主量子数为 n的能级,可以分裂为(2n-1)个次能级,而能级的分裂宽度与外电场强度F的一次方成正比。 这就是说,外电场越强,谱线的分裂宽度越宽,故称之为线性斯塔克效应。当外电场强度很强时(超过105伏/厘米),能级的分裂宽度将与外电场的平方成正比,称为二次斯塔克效应。在恒星大气中的各种粒子一般都是带电的。当带电粒子相互接近时,会产生很强的微观电场而引起斯塔克效应。通常用统计方法来处理微观电场。上述的 F可引入等效电场强度 F0来代替,F0=2.61eZN 2/3。式中N为离子数密度;Z为离子的电离级次,在简化计算中可取Z=1。由于微观电场强度与带电离子的数密度有关,而数密度是和压力密切相关的,因此,常把斯塔克效应引起的谱线致宽放在压力效应致宽的理论中加以讨论。氢线的斯塔克效应最明显,其他原子谱线的斯塔克效应则很小,但在分子光谱中也还能观测到。