Самолетни двигатели Административно право Административно право на Беларус Алгебра Архитектура Безопасност на живота Въведение в професията „психолог“ Въведение в икономиката на културата Висша математика Геология Геоморфология Хидрология и хидрометрия Хидравлични системи и хидромашини История на Украйна Културология Културология Логика Маркетинг Машиностроене Медицинска психология Метали и заваръчни инструменти Метали и метали икономика Описателни геометрия Основи на икономически т Oria професионална безопасност Пожарна тактика процеси и структури на мисълта, Професионална психология Психология Психология на управлението на съвременната фундаментални и приложни изследвания в апаратура Социална психология социални и философски проблеми Социология Статистика теоретичните основи на компютъра автоматично управление теория теорията на вероятностите транспорт Закон Turoperator Наказателно право Наказателно-процесуалния управление модерно производство Физика физични явления Философски хладилни агрегати и екология Икономика История на икономиката Основи на икономиката Икономика на предприятията Икономическа история Икономическа теория Икономически анализ Развитие на икономиката на ЕС Спешни ситуации VKontakte Odnoklassniki My World Facebook LiveJournal Instagram
border=0

Стар ефект

<== предишна статия | следваща статия ==>

Ефектът е установен през 1913 г. от немския учен Йоханес Старк. Той характеризира зависимостта на емисионния спектър на атомите от силата на електрическото поле. Зависимостта може да бъде линейна и квадратна. За атомите, които имат ненулен диполен момент, изместването на линиите на спектъра е пропорционално на силата на електрическото поле в първата степен, а за другите атоми - във втората. Това се обяснява с факта, че дипол с диполен момент в електрическо поле има допълнителна енергия :

, , (5.3)

Ако в обичайното състояние няма диполен момент в молекулите, тогава той се появява под въздействието на полето. Това е причината за квадратичната зависимост на спектъра на разделяне от силата на електрическото поле. В този случай полето може да бъде или външно по отношение на източника, или вътрешно, създадено от съседни атоми или йони.

Ефектът на Старк по същество е същият като ефекта на Земан. Под въздействието на електрическо поле облакът от електрони, заобикалящи ядрото на излъчващия атом, променя позицията си спрямо ядрото. В резултат на това енергийните нива на електрони в един атом се променят. Тъй като светлината се излъчва по време на прехода на електрон от едно енергийно ниво към друго, промяна в нивата на енергия води до промяна в спектъра на излъчената светлина. Ефектът на Старк е едно от най-убедителните потвърждения на квантовата теория на структурата на материята.

Теорията за квантовомерния ефект на Старк се използва за изследване на полупроводникови нанокристали при условия, когато поляризационното взаимодействие на електрон и дупка с повърхността на нанокристала играе доминираща роля. Установено е, че разместванията на нивата на квантоване на размерите на електрон и дупка в нанокристал във външно равномерно електрическо поле в междубандовата абсорбционна област се определят от квадратичния ефект на Старк. Предложен е нов електрооптичен метод, който дава възможност да се определят критичните радиуси на нанокристалите, при които могат да възникнат обемни екситони.

Ефектът е открит чрез изучаване на спектъра на водорода. В допълнение към водорода, този ефект е проучен подробно в спектрите на хелий, алкални метали (Li, Na, K и др.) И редица други елементи.

Този ефект има напълно квантов механичен характер и не може да бъде обяснен в рамките на класическата физика. Електронните термини са разделени не само във външно поле, но и в поле, създадено от съседни атоми и молекули. Следователно разделянето на Старк е в основата на теорията за кристалното поле, което е от голямо значение в химията.

Линейният ефект на Старк , тоест разделянето на термини, чиято величина е пропорционална на силата на електрическото поле, се наблюдава за една физическа система - водородния атом. Този факт се обяснява с факта, че за водороден атом има израждане на електронни термини с различни стойности на орбиталното квантово число, което не е присъщо на никой друг елемент.

Ефектът на Старк беше обяснен на базата на квантовата механика. Квантова система (атом, молекула) в състояние с определена енергия придобива в доб. Електрическо поле E допълнителна енергия (тъй като електрическото поле променя състоянието на заредени частици, влизащи в системата, например, електрони в атом). В резултат на това енергийното ниво, което съответства на едно възможно състояние на атома (недегенерирано ниво), в електрическото. полето ще има енергия , т.е. той ще се измести. За изродено ниво на енергия (тя съответства на няколко възможни състояния на система с една и съща енергия ) различните състояния могат да придобият различни допълнителни енергии 1, 2, ..., g, където g е степента на дегенерация на нивото). В резултат на това дегенерираното ниво се разделя на равнища с енергия , чийто брой е равен на броя на различни стойности , И така, енергийното ниво на атом с дадена стойност на ъглов импулс (J = 0, 1, 2 ... - квантово число) се разделя на електрически. поле до подравнини, характеризиращи се с различни стойности на другото квантово число m (различни проекции на момента M върху посоката на електрическото поле). Стойностите на -m и + m обаче съответстват на една и съща допълнителна енергия така че всички подурове на Старк (с ) се оказват два пъти дегенерирани (за разлика от разделянето в магнитно поле, където всички подравнини не са изродени).

Фиг. 1. Зависимостта на разделянето от електрическото поле Е с линеен ефект на Старк (разделяне на нивото на водородния атом, което съответства на основното квантово число n = 3, на 5 подравнини).

Разграничете линейния ефект на Старк, когато е пропорционален на E (фиг. 1) и квадратичния ефект на Старк, когато пропорционална на E2 (фиг. 2). В първия случай картината на разделянето на енергийните нива и спектралните линии в резултат на преходите между тях е симетрична, във втория е асиметрична. Линейният ефект на Старк е характерен за водорода в не твърде силни полета (в полета ~ V / cm, тя е хилядни от eV). Енергийното ниво на водородния атом с дадена стойност на главното квантово число n е симетрично разделено на 2n-1 еднакво разположени под равнини (фиг. 1 съответства на n = 3, 2n-1 = 5). Компонентите на спектралните линии, дължащи се на преходи между нива, разделени в електрическо поле, имат поляризационен ефект. Ако електрическото поле е ориентирано перпендикулярно на наблюдателя, тогава някои от компонентите са поляризирани надлъжно ( -компоненти), останалото - напречно ( -components). С надлъжната посока на полето -компонентите не се появяват, но на мястото си -компонентите водят до неполяризирани компоненти. Интензитетите на различните компоненти са различни.

На фиг. Фигура 3 показва разцепването в резултат на ефекта на Старк. Спектрални линии на водород H ,

Фиг. 2. Зависимостта на разделянето
от електрическо поле E
с квадратичния ефект на Старк
(подравнините са разположени на
различни разстояния).

В допълнение към водорода линеен ефект на Старк се наблюдава и при водородни атоми (He +, Li2 +, B3 + и т.н.) и при силно възбудени нива на други атоми (в някои случаи ефектът на Старк води до появата на забранени спектрални линии).

В силни полета, както и в слаби полета, за редица елементи се осъществява основно квадратичният ефект на Старк с асиметричен модел на разделяне. Величината на квадратичния ефект е малка (в полетата ~ Разделянето на V / cm достига десет хилядни от eV).

Фиг. 3. Разделяне на водородна линия H
в електрическо поле.
Различно поляризирани компоненти на линията
( и ) възникват по определено
подравнителни комбинации.

Ефектът на Старк се наблюдава не само в постоянни, но и в редуващи се електрически полета. Влиянието на високочестотно електрическо поле върху енергийните нива на атомите (йони) обуславя по-специално разширяването на спектралните линии на космическата плазма. Движението на плазмени частици и свързаната с тях промяна в разстоянията между тях водят до бързи промени в електрическото поле близо до всяка излъчваща частица. В резултат енергийните нива на атомите (йони), разделящи се, се изместват с неравномерно количество. Излъчването на комбинация от такива частици се характеризира с увеличаване на ширината на спектралните линии (така нареченото разширяване на линия на Старк).

<== предишна статия | следваща статия ==>





Прочетете също:

Соматовисцерална сензорна система. Соматовисцерална система.

Устройство и принцип на работа на AFM

Конструктивни характеристики и основни характеристики на микроелектромеханичните устройства 3 3.1 MEMS технология

SQUID AC

SQUID измервателна част

Методи за изследване на наноматериалите и наноструктурите

Класификации на рецепторите Рецептори

Физическа електроника и нанофизика, нанотехнологии и наноматериали, общи коментари

Физическата основа на акустооптичните устройства Акустооптика -

Микроскопия за атомна сила

литература

Проприоцептивна чувствителност, усещане, възприятие

Връщане към съдържанието: Физически явления

Преглеждания: 8351

11.45.9.161 © ailback.ru Той не е автор на публикуваните материали. Но предоставя възможност за безплатно използване. Има ли нарушение на авторски права? Пишете ни | Обратна връзка .