13,173
次編輯
變更
無編輯摘要
原子或分子在外电场作用下能级和[[光谱]]发生分裂的现象。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]]。
'''中文名'''：[[斯塔克效应]]
'''现 象'''：[[能级和光谱发生分裂]]
==简介==
==原理==
[[原子]]或[[分子]]存在固有电偶极矩，在外电场作用下引起附加能量，造成能级分裂，裂距与电场强度成正比，称为一级斯塔克效应；不存在固有电偶极矩的原子或分子受电场作用，产生感生电矩，在电场中引起能级分裂，与电场强度平方成正比，称为二级斯塔克效应，一般二级效应比一级效应小得多。斯塔克分裂的谱线是[[偏振]]的。对斯塔克效应的圆满解释是早期量子力学的重大胜利。
==发现==
斯塔克研究了含有[[氢气]]的管子中极隧射线通过强电场的情况。1913年他在研究过程中观察到氢谱线加宽了。他立即联想到十几年前塞曼（P.Zeeman）的发现。这会不会是与塞曼效应对应的一种电学现象？从1896年[[塞曼]]发现谱线的[[磁致分裂]]以来，[[科学家]]经常提出这样的问题：既然在磁场中原子发出的光谱线会分裂，在电场中会不会有类似现象？然而，[[德国]]的[[福格特]]（W.W.Voigt）试图从束缚电子发射光谱的理论推导电场对光谱的作用。计算结果表明，即使加300V/cm的静电场，光谱线的分裂也只有钠黄光的D双线间隔的5×10-5。这一效应太小了，实在难以观察。于是福格特认为，这就解释了为什么以前没有人发现与塞曼效应对应的电现象。多年来，他的解释妨碍了人们研究这一效应的积极性。
到了1913年，对[[量子]]理论起过先导作用的斯塔克对这个问题发生了兴趣，他认为福格特的经典理论不足为凭。在他看来，[[光谱]]的发射是由于[[价电子]]的跃迁，电场一定会改变原子内部电荷的分布，从而影响发射频率。他是研究极隧射线的专家。他在极隧射线管子中的[[阴极]]和另一辅助电极之间加上强电场，强度达到31kV/cm。然后沿平行于或垂直于电场的方向用光谱仪进行观测。氢的极隧射线穿过电场，果然观测到了加宽。经过仔细调整，他终于获得了谱线分裂的证据，并且证明随着谱线序号的增大，分裂的数目也随之增多。他还发现，沿电力线成直角的方向观察，所有的分量都是平面偏振光，外面的两根较强，其电矢量与电场平行；中间的几根较弱，其电矢量与电场垂直。他的观测非常精细，得出了如下的结论：各分量到中心线的距离是最小位移的整数倍，而最小位移对所有谱线均相同；位移与电场强度直接成正比。
1916年，[[埃普斯坦]]（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。
==历史==