Штарка эффект на линиях водорода

Рис. 3.14. Тонкая структура линии при 65,85 ккал/моль (Н на рис. 3.11 и 3.13) в спектре ато.марного водорода, наблюдаемая при очень высоком разрещении в присутствии сильного электрического поля (эффект Штарка). Высота каждого пика пропорциональна наблюдаемой экспериментально интенсивности. Теория спектров позволяет дать количественную интерпретацию интенсивностей и величины расщепления всех максимумов.

ЭФФЕКТ ШТАРКА НА ЛИНИЯХ ВОДОРОДА 375 [c.375]

Эффект Штарка на линиях водорода [c.375]

Наличием собственных магнитных полей атома водорода удалось объяснить расщепление спектральных линий в магнитном поле (эффект Зеемана) и в электрическом поле (эффект Штарка). Для объяснения более тонких спектральных явлений введено еще одно квантовое число — спиновое квантовое число 5. Спин, или вращение электрона относительно собственной оси, может быть левым и правым [c.37]

Вскоре выяснилось, что водород занимает несколько особое положение. В общем случае расщепление спектральной линии гораздо меньше, чем в водороде, хотя имеются отдельные случаи и в других спектрах, когда эффект по величине сравним с эффектом в водороде. Мы увидим, что это связано со случайным вырождением в водороде, состоящим в том, что термы с одинаковыми п и разными I имеют одну и ту же энергию, за исключением относительно малой (релятивистской) тонкой структуры. Мы увидим также, что большой эффект Штарка в других спектрах наблюдается тогда, когда имеются два близко лежащих уровня, которые могут комбинировать между собой согласно оптическим правилам отбора. [c.380]

Теория эффекта Штарка в водороде явилась первым приложением теории возмущений в квантовой механике. Оказалось, что положение линий водорода при учете эффектов первого порядка (т. е. пропорциональных напряженности поля) такое же, как и по теории квантованных орбит. Однако учет эффектов второго и третьего порядка в квантовой механике дает результаты, отличные от старой теории. Экспериментальные работы, в которых изучался эффект сильных полей, обнаружили согласие с новой теорией. При очень больших полях становится существенной другая сторона эффекта — исчезновение квантования энергии под действием поля. Это проявляется в смещении границы серии Бальмера в красную сторону, причем часть шкалы частот, которая при отсутствии поля принадлежала линейному спектру, теперь заполняется непрерывным спектром. [c.380]

Такое приближение оправдывается тем, что при линейном эффекте Штарка (линии водорода, высокие члены диффузных серий щелочных металлов) компоненты линии расположены густо и равномерно вдоль всей области расщепления (см., например, рис. 206). Пользуясь указанным приближением, можно вычислить ширину линий, для которых получается соответственно при возмущении [c.496]

Правило отбора для квантового числа I выражается следующим образом А/= 1. Квантовое число т носит название магнитного. Как уже указывалось, т может изменяться при заданном значении I от —I до - -1, т. е. всего может принять 2/+1 значений. Экспериментальным обоснованием введения третьего квантового числа являются эффекты Зеемана и Штарка, указывающие на расщепление спектральных линий атома водорода в магнитном и электрическом полях соответственно. [c.307]

При взаимодействии электрического поля с зарядами электронов и ядер происходит расщепление энергетических уровней и спектральных линий (эффект Штарка). Расщепление энергетических уровней зависит от квадрата напряженности поля (для всех элементов, кроме водорода). , [c.410]

Поскольку энергия электрона в атоме водорода определяется величиной п ц. не зависит от остальных квантовых чисел, то, очевидно, может быть несколько состояний электрона с одинаковой энергией. Эти состояния являются вырожденными. Вырождение исчезает при воздействии на электрон в атоме внешнего электрического или магнитного поля. Электрон в состояниях с одними и теми же значениями п, но различными т.1 или т по-разному взаимодействует. с внешним полем, в результате энергии электрона в -этих состояниях становятся неодинаковыми. Этим объясняется расщепление спектральных линий при помещении источника излучения в электрическое или магнитное поле (эффекты Штарка и Зеемана). [c.27]

Наличием собственных магнитных полей в атоме водорода удалось объяснить явление расщепления спектральных линий в магнитном поле (эффект Зеемана) и в электрическом поле (эффект Штарка). [c.37]

Измерение концентрации электронов. Уширение линий, вызванное линейным штарк-эффектом, дает возможность осуществить один из наиболее удобных и точных в настоящее время методов измерения концентрации электронов. Теория уширения линий водорода в плазме, с присущим им линейным штарк-эффектом, развитая Гримом, Колбом и Шеном [2, 64—69] с учетом и-ударного электронного уширения, в большинстве случаев хорошо подтверждается экспериментально. Наилучшее согласие теории и эксперимента наблюдается для линии серии Бальмера. Для нее можно непосредственно пользоваться теоретической зависимостью полуширины линии от концентрации электронов (рис. 4). [c.400]

С ядром и орбитальными электронами может взаимодействовать и сильное электрическое поле, что также приводит к расщеплению линий. Этот эффект, называемый явлением Штарка, представляет большую трудность для наблюдения, чем эффект Зеемана, потому что требуется очень сильное электрическое поле порядка 10 в/см, чтобы заметно повлиять на внутриатомное поле между ядром и электроном (около 10 в см для атома водорода в основном состоянии). [c.33]

Для уширения под действием давления существенны прежде всего статистически распределенные микрополя ионов и электронов, воздействующие на атомные энергетические уровни, чувствительные к эффекту Штарка [17]. Для линий водорода наблюдается линейный эффект Штарка, что приводит к большому уширению линий серии Бальмера. Для линейного эффекта Штарка неравенство (21) приобретает вид [c.210]

В последней (неопубликованной) работе Грима, Баранжера, Колба и Оертела расчеты штарковского уширения нейтральных линий гелия с квадратичным штарк-эффектом доведены до конца. Они позволяют измерять концентрации заряженных частиц по линиям гелия с такой же степенью точности, как и но линиям водорода. [c.7]

Некоторые процессы лоренцевского уширения сопровождаются сдвигом по длине волны всего контура на величину б, имеющуюся в формуле (8). Он происходит в сторону более длинных волн, когда б — положительная величина. Приближенная теория Лнндхольма для адиабатических столкновений предсказывает не только лоренцевскую форму профиля, но и сдвиг по длине волны вследствие непрерывного изменения сил (приближенно пропорциональных 1/г "), действующих при столкновении между двумя частицами, отстоящими друг от друга на меняющееся расстояние г. И сдвиг, и ширина линии пропорциональны концентрации возмущающих частиц. Силы притяжения типа ваидерваальсовских (т = 6) вызывают красный сдвиг. Бемепбург [24] показал, что голубые сдвиги объясняются силами отталкивания (яг =12), которые действуют вместе с силами притяжения. Наблюдались и красный и голубой сдвиги. Взаимодействие атомов с другими атомами того же элемента вызывает резонансное уширение (т = 3). Взаимодействие с заряженными частицами, папример электронами, вызывает уширение Штарка. Линейный эффект Штарка, обусловленный прямым кулоновским взаимодействием (т = 2), обычно важен только для линий водорода п некоторых линий гелия. Квадратичный эффект Штарка (т = 4) возникает в результате появления диполя, индуцированного в поглощающем атоме приближающимся заряженным партнером по столкновению. [c.144]

Линии водорода и гелия в звездных спектрах могут уширяться за счет штарк-эффекта, но его влияние на линии других элементов практически можно не учитывать. Влияние штарк-эффекта на линии водорода рассмотрено в работах А13 01 Н1 Р26, 43. 239, 245, 323, 324 АР27. [c.18]

Квадратичный эффект Штарка на линиях бальмеровской серии водорода был впервые изучен Рауш фон Троубенбергом, а затем рядом других [c.381]

Штарковское расщепление линии водорода теоретически исследовано в ряде работ Шпитцера [2 ]. Вопрос о расширении водородных линий в газоразрядной плазме при высокой температуре подробно разобран В. И. Каганом Квадратичный эффект Штарка, ведущий к смещению линий, может объяснить сдвиг линий под влиянием давления. Однако, как мы увидим ниже, существуют и другие причины для сдвига линий. Наконец, отметим, что нарушение правила отбора для квантового числа L в электрическом поле ( 69) объясняет появление некоторых запрещенных линий в электрических дугах (например, линии Lil, 2Р—5Р, Х4148А). [c.496]

Открытие Штарка было сделано на бальмеровской серии водорода. Оно было сделано в том же году, в котором появилась боровская теория водородного атома, так что дополнительным крупным успехом теории явились независимые вычисления Эпштейном и Шварцшильдом этого эффекта, причем использовались квантованные орбиты эти авторы предсказали в точности наблюденные линии. Позднее Крамере развил теорию на основе принципа соответствия, дав оценку относительной интенсивности линий. [c.380]

Значительно лучше в этом отношении источники, работающие при низком давлении и небольших плотностях тока. При анализе изотопного состава газов чаще всего применяются такие же высокочастотные разрядные трубки, которые применяются для спектрального анализа газовых смесей. При небольших плотностях тока и давлении газа около 1 мм рт. ст. ширина линий определяется чаще всего только доилеровским уширением, хотя для некоторых линий, например для линий бальмеровской серии водорода, уширение в основном связано с эффектом Штарка. [c.262]

Ее между электроном и ядром не будет уже строгим соотношение вдот —--у < использованное при выводе уравнения (32). Такое возмущение может быть вызвано внешним элект-трическим полем (эффект Штарка). Влияние квантового числа I на энергию атома проявляется и в тех случаях, когда атом содержит более одного электрона. Поэтому у всех атомов с зарядом ядра, ббльшим заряда ядра атома водорода, если эти атомы не потеряли все, кроме одного, из своих электронов, наблюдается отчетливое, иногда даже довольно сильное влияние орбитального квантового числа I на энергетические уровни атома, а тем самым и па положение его спектральных линий. [c.110]

Эффект Штарка, кроме водорода и гелия, подробно изучен в спектрах щелочных металлов и некоторых других элементов. У щелочных металлов головные линии главных серий обнаруживают лишь квадратичный эффект. Впервые он был наблюден Ладенбургом в поглощении на В-линиях натрия (Зз — Зр Ру , з/,). Несколько позже Гротриан и Рамзауер ( - наблюдали квадратичный эффект Штарка на составляющих второго и третьего дублетов главной серии калия 4з — 5р Ру , [c.386]