斯塔克效應

斯塔克效應所屬現代詞，指的是原子發出的譜線在電場作用下產生分裂的一種現象。

斯塔克效應

正文

原子發出的譜線在電場作用下產生分裂的一種現象，1913年為德國物理學家斯塔克所發現。對於氫原子來說，當電場強度不很大時，能級的分裂寬度ΔE可以近似寫作：

。

電子的質量和電荷-模型圖

式中h為普朗克常數；me和e分別為電子的質量和電荷;F為外電場強度；n為主量子數；n1和n2可以取0至 (n-1)之間的值。從上式可以看出，對於主量子數為 n的能級，可以分裂為(2n-1)個次能級，而能級的分裂寬度與外電場強度F的一次方成正比。這就是說，外電場越強,譜線的分裂寬度越寬，故稱之為線性斯塔克效應。當外電場強度很強時（超過105 伏/厘米），能級的分裂寬度將與外電場的平方成正比，稱為二次斯塔克效應。在恆星大氣中的各種粒子一般都是帶電的。當帶電粒子相互接近時，會產生很強的微觀電場而引起斯塔克效應。通常用統計方法來處理微觀電場。上述的 F可引入等效電場強度 F0來代替，F0=2.61eZN2/3 。式中N為離子數密度;Z為離子的電離級次,在簡化計算中可取Z=1。由於微觀電場強度與帶電離子的數密度有關，而數密度是和壓力密切相關的，因此，常把斯塔克效應引起的譜線致寬放在壓力效應致寬的理論中加以討論。氫線的斯塔克效應最明顯，其他原子譜線的斯塔克效應則很小，但在分子光譜中也還能觀測到。

配圖

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