约翰尼斯·斯塔克

约翰尼斯·斯塔克（Johannes Stark，1874年4月15日－1957年6月21日），德国物理学家，种族歧视者，因发现极隧射线的多普勒效应和在电场作用下光谱线的分裂现象，获得了1919年度诺贝尔物理学奖。

约翰尼斯·斯塔克
出生	1874年4月15日-1957年6月21日
国籍	德国
职业	物理学家
知名作品	诺贝尔物理学奖（1919年） “斯塔克效应” “斯坦克-爱因斯坦方程” “斯坦克数”

　　曾以精湛的研究成果在原子物理学领域里独领风骚数年。在研究阳射线过程中发现一种重要规律，并发现了“斯塔克效应”、“斯坦克-爱因斯坦方程”、“斯坦克数”等等。希特勒上台后加入纳粹党籍，被希特勒任命为德国物理技术研究所所长，成为莱纳德的同盟者，曾多次在公开场合批判和攻击海森堡。后因屡次干涉纳粹上层官员的事务，被开除纳粹党籍。1947年被盟国军事法庭宣判服苦役4年。服完苦役后于1957年在巴伐利亚老家的庄园里逝世。

目录

生平简介

　　约翰尼斯·斯塔克1874年生于巴伐利亚的什肯豪夫，他的父亲是一个农场主。他曾在拜[[[罗伊特]]和雷根斯堡读过大学预科。1897年，他在慕尼黑大学取得博士学位，并于1898年在那里任物理研究院助教；1900年，他任哥廷根大学的无薪教师。后来他任汉诺威技术高等学校（1906年）和亚琛技术学院（1909年）的特许教授。1917年，他任格赖夫斯瓦尔德大学教授。1920年，作为维恩的接班人，他来到维尔茨堡。斯塔克差不多与所有的同事都争吵过，唯独勒纳德一人例外，后者对犹太人的“教条物理学”的痛斥得到了斯塔克的支持。

　　1933年，希特勒的追随者斯塔克被委任为物理技术研究所所长，1934年，他任重新命名后的德国研究协会主席。斯塔克利用他的职权，加剧反对现代理论物理，尤其反对冯·劳厄、索末菲、海森堡和爱因斯坦。到了1936末，统治集团内部的斗争迫使斯塔克辞去上面的两个职务，随后他便回到巴伐利亚的特劳恩施泰因附近的爱佩斯塔特，靠他那里的庄园度生。　

研究贡献

　　斯塔克在物理学的多方面都有贡献。首先他在放电管的研究中取得了重大成果。1908年，他提出了原子的电子模型，认为化学键是由于电子共享引起的。1913年，斯塔克把极隧现象置入一个强电场中，从而在电场中找到了人们长期以来试图寻找的复杂效应：氢原子光谱线的分裂。后来该效应被命名为斯塔克效应。斯塔克由于发现了极隧射线中的多普勒效应和谱线在电场中的分裂，获得了1919年的诺贝尔物理学奖。

　　极遂射线是哥尔茨坦在1896年在含稀薄气体的放电管中发现的，这种射线后来证明主要是由放电管中带电的气体原子组成的，这些带正电的原子在电场的作用下以很高的速度沿着射线运动。斯塔克曾发现了这些高速运动离子所辐射的光的频率移动。他曾说过，他几乎没费吹灰之力就发现了氢谱线的移动。他曾试图将他发现的这种光的多普勒效应作为爱因斯坦狭义相对论的一个证明，1907年他又想将其作为量子假设的证据，但奇怪的是，1913年后他又强烈地反对量子论和相对论。

　　1913年，在关于电场作用下谱线分裂的研究中，斯塔克在凿孔阴极后仅几毫米处放置了第三个极板，并在这两极间加了20000V/cm的电场。然后，他用分光计在垂直于射线的方向上测试，观察到了光谱线的分裂。他第一个发现了斯塔克效应。所谓斯塔克效应（Stark effect），是指强电场中原子发射的谱线在电场影响下出现分裂成几条的现象。具体地讲，就是在电场强度约为100万伏/厘米时，原子发射的谱线的图案是对称的，其间隔大小与电场强度成正比。在此之前，塞曼等科学家也做过此类研究，但都失败了。斯塔克在凿孔阴极后仅几毫米处放置了第三个极板，并在这两极之间加了2万伏/厘米的电场，然后用分光计在垂直于射线的方向上测试，观察到了光谱线的分裂。1916年，爱泼斯坦（Epstein）把斯塔克效应纳入了量子力学的框架。1926年，薛定谔证明了这一效应与波动力学是一致的。　　

希特勒的跟随者

　　勒纳德和斯塔克都是希特勒的跟随者。他们的政治生涯是从反对爱因斯坦开始的，最初他们对爱因斯坦还是抱有好感的。斯塔克在1907年曾邀请爱因斯坦在他主持的《电子与辐射年鉴》中写了介绍狭义相对论的文章。斯塔克还曾邀请比他小5岁的爱因斯坦去做他的助教。

　　但是随着第一次世界大战的爆发的进行，政治立场在科学家之间迅速建立了一道难以逾越的鸿沟。斯塔克在由他主办的《电子与辐射年鉴》中，拒绝刊登谈论科学国际性的文章。1922年6月，斯塔克出版《德国物理学的危机》一书，书中攻击相对论和“玻尔－索未菲量子理论”有害于德国的实验工作。

　　施塔克力图实际控制整个德国物理界。施塔克曾一度放弃科学研究，在德国北部创办了一个瓷器工厂，但没有成功。他试图重返学术生活，也没有成功。因为他变得比较极端，把量子理论和爱因斯坦的相对论斥为犹太科学的产物。普遍不得人心，到1928年他先后遭到6所德国大学的拒绝。这一切使得施塔克的权力欲望更加强烈。1933年，他虽然被普鲁士科学院拒绝，但却成功地当上了帝国物理技术研究所所长，并试图以这个研究所为权力基地，控制德国物理学。 　

　　所谓斯塔克效应，就是原子发出的谱线在电场作用下产生分裂的一种现象。对于氢原子来说，当电场强度不很大时，能级的分裂宽度ΔE可以近似写作：

　　式中h为普朗克常数；me和e分别为电子的质量和电荷；F为外电场强度；n为主量子数；n1和n2可以取0至（n-1）之间的值。从上式可以看出，对于主量子数为n的能级，可以分裂为（2n-1）个次能级，而能级的分裂宽度与外电场强度F的一次方成正比。这就是说，外电场越强，谱线的分裂宽度越宽，故称之为线性斯塔克效应。当外电场强度很强时（超过105伏/厘米），能级的分裂宽度将与外电场的平方成正比，称为二次斯塔克效应。在恒星大气中的各种粒子一般都是带电的。当带电粒子相互接近时，会产生很强的微观电场而引起斯塔克效应。通常用统计方法来处理微观电场。上述的F可引入等效电场强度F0来代替，

　　F0=2.61eZN2/3。式中N为离子数密度；Z为离子的电离级次，在简化计算中可取Z=1。由于微观电场强度与带电离子的数密度有关，而数密度是和压力密切相关的，因此，常把斯塔克效应引起的谱线致宽放在压力效应致宽的理论中加以讨论。氢线的斯塔克效应最明显，其他原子谱线的斯塔克效应则很小，但在分子光谱中也还能观测到。

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