75315 Obraz8 (59)

Rys. 153. Schemat poziomów energetycznych ilustrujący zjawisko Starka w dublecie sodu 3^łP_V21/2 — 3²S_1/2 oraz rozszczepienie linii D

Na rysunku 15.3 pokazano zjawisko Starka dla linii D sodu. Wartość przesunięcia Starka wynosi około 0,05 A dla linii D sodu w polu o natężeniu około 10⁷ V/m. Wartość ta rośnie ze wzrostem głównej liczby kwantowej n, ponieważ orbity o większych wartościach n mają również większą polaryzowalność. A zatem zjawisko Starka jest bardzo ważne przy badaniu atomów rydbergowskich (por. p. 8.12).

Zjawisko Starka, spowodowane przez silne pola elektryczne wynikające z wiązań chemicznych, jest bardzo ważne przy interpretowaniu widm molekularnych. Jest ono również istotne przy wyjaśnianiu wpływu pola elektrycznego w kryształach na układy stanów atomowych w tworzących je atomach, a także przy opisywaniu gazów o dużej gęstości. W tym ostatnim przypadku efekt Starka jest najważniejszym powodem poszerzenia linii widmowych.

15.2. Kwantowa teoria liniowego i kwadratowego zjawiska Starka

15.2.1. Hamiltonian

Zajmiemy się tutaj dość szczegółowym opisem zjawiska Starka w ramach teorii kwantowej, ponieważ umożliwi to nam jednoczesne wprowadzenie ogólnych i ważnych metod rachunku zaburzeń.

Chcemy zbadać, w jaki sposób zmieniają się funkcje falowe i poziomy energetyczne elektronu, gdy poza przyciągającym potencjałem jądrowym V(r) działa na niego stałe pole elektryczne. Hamiltonian pełnego zagadnienia zapisujemy w postaci

jr0+jf^p.	(152)
-tt—V^J +V(r) 2m0	(15.3)

gdzie