Starkov pojav

Iz Wikipedije, proste enciklopedije
Skoči na: navigacija, iskanje

Starkov pojav je fizikalni pojav, ki se kaže v premiku in cepitvi spektralnih črt atomov in molekul v zunanjem električnem polju. Podoben je Zeemanovemu pojavu, ki pa kaže cepitev spektralnih črt v magnetnem polju. Starkov pojav se od Zeemanovega razlikuje še v tem, da cepitev ni simetrična kot pri Zeemanovem pojavu. Starkov pojav se opaža tudi kot posledica notranjega električnega polja sosednjih atomov ali molekul v plinu, tekočini ali trdi snovi. Najlažje se opazuje v spektrih vodika in helija pri sevanju, ki nastane zaradi močnega električnega polja pri razelektritvah na katodah. Pri svetlobi, ki jo opazujemo pravokotno na električno polje opazimo, da je svetloba linearno polarizirana [1].

Imenuje se po nemškem fiziku Johannesu Starku (1874 – 1957), ki ga je odkril v letu 1913 [2]. V istem letu ga je neodvisno odkril tudi italijanski fizik Antonino Lo Surdo (1880 – 1949) [3]. Zaradi tega ga v Italiji imenujejo tudi Stark Lo Surdov pojav [4]. Stark je za odkritje dobil Nobelovo nagrado v letu 1919 [5].

Fizikalne osnove Starkovega pojava[uredi | uredi kodo]

Pojav se lahko opazuje v več oblikah:

  • linearni Starkov pojav
  • kvadratni Starkov pojav
  • Starkov pojav v izmeničnem električnem polju (dinamični Starkov pojav)

Linearni Starkov pojav[uredi | uredi kodo]

Energija dipolnega momenta v električnem polju je sorazmerna z jakostjo električnega polja

U_{dip}=-\vec p \cdot \vec E

V električnem polju pride do cepitve energijskih nivojev.

Kvadratni Starkov pojav[uredi | uredi kodo]

Premik energijskih nivojev pri kvadratnem Starkovem pojavi je sorazmeren s kvadratom jakosti električnega polja E \,. Električno polje inducira električni dipolni moment enak  \vec p (\vec E) = \alpha \vec E, ki ima v električnem polju energijo

U_{el}=-\int_0^{| \vec E|} \vec p(\vec E) \cdot \mathrm d \vec E=-\frac{1}{2} \alpha \vec E^2

kjer je

Ta energija se doda energiji energetskih nivojem prostege atoma.

Pojav je bil pojasnjen šele leta 1927. Kaže se v cepitvi energijskih nivojev z glavnim kvantnim številom  n \, in tirnim kvantnim številom  l \, na  l +1 \, nivojev. Najbolj se premaknejo energijski nivoji, ki imajo magnetno kvantno število enako  m = 0 \,, najmanj pa tisti z  m = 1 \,.

Linearni Starkov pojav s opaža pri vseh vrstah atomov.

Starkov pojav v izmeničnem električnem polju (dinamični Starkov pojav)[uredi | uredi kodo]

Dinamični Starkov pojav se opaža kot posledica spremenljivega zunanjega električnega polja (primer: svetloba). Pri večjih intenzivnostih svetlobe cepitve ne moremo več razložiti z linearnim ali kvadratnim Starkovim pojevom.

Uporaba[uredi | uredi kodo]

Starkov pojav ni posebno pomemben za določanje spektrov atomov, ampak je pomembnejši pri raziskovanju molekularnih rotacijskih spektrov.

Opombe in sklici[uredi | uredi kodo]

Zunanje povezave[uredi | uredi kodo]