Obraz6 (65)

15. Atomy w polu elektrycznym

15.1. Obserwacje zjawiska Starka

W 1913 r. Stark zaobserwował rozszczepienie linii serii Balmera atomu wodoru (8.2) w obecności pola elektrycznego. Stark badał emisję światła przez atomy wodoru znajdujące się w polu kondensatora (rys. 15.1 i 15.2). Od tej pory przesunięcie częstości w widmach optycznych pod wpływem pola elektrycznego nazywamy zjawiskiem Starka.

Rys. 15.1. Emisja atomów w polu elektrycznym: zjawisko Starka. Potencjał między katodą K i elektrodą H lampy kanalikowej, używanej w badaniach, osiąga wartości do 8000 V. Rozszczepienie linii widmowych jest obserwowane przez okienko W. Żeby obserwować obojętne atomy H, należy zobojętnić dodatnie jony w promieniach kanalikowych (czego nie uwzględniono na rysunku)

Zjawisko to jest trudniejsze do obserwowania niż zjawisko Zeemana, ponieważ konieczne jest wytworzenie silnych pól elektrycznych bez wywołania iskrzenia. Było ono również mniej istotne w doświadczalnej fizyce atomowej niż zjawisko Zeemana.

Obserwować można:

— w atomach wodoru i atomach podobnych, takich jak He*, Li** itd., rozszczepienie stanów o liczbach kwantowych / różnych od zera oraz linii widmowych związanych z tymi stanami. Rozszczepienie to jest proporcjonalne do natężenia pola F. To tzw. liniowe zjawisko Starka występuje wtedy, gdy degeneracja ze względu na liczbę

284