斯塔克效应百科名片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1 00 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Q目录［隐藏］斯塔克效应 原理应用发现对其他理论的影响§［编辑本段］ 斯塔克效应斯塔克效应Stark effec 概念［编辑本段］ 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［编辑本段］应用斯塔克效应应用于原子分子结构的研究斯塔克效应是谱线增宽的原因之一，当 气体放电电流密度较大时，产生大量带电离子，它们对发光原子产生较强的内部电场， 引起谱线斯塔克分裂；离子与发光原子的距离不同，谱线分 裂的大小不同，叠加的结 果导致谱线增 宽。
等离子谱线的斯塔 克增宽可用于内部电场强度和带 电粒子密度的测 定［编辑本段］ 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5x10-5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 1919年诺贝尔物理学奖 授予德国格雷复斯瓦尔大学的斯 塔克(Johnnes Stark,18 74-1957)，以表彰他在极遂射线中发现了多普勒效应和电路中发现了分裂的谱线 ［编辑本段］对其他理论的影响斯塔克效应对玻尔的原子理论起了一定的 验证作用1914年玻尔在卢瑟福的启 示下，对斯塔克效应作了理论分析，他把斯塔克效应看成是外电场改 变了电子在自由 原子中的轨道 引起的现象，从自己的原子 模型出发，推出了氢谱线电 致分裂的最大频 率位移但是计算结果与实际测量分歧甚大瓦 伯(E.Warburg )则在玻尔的频率公 式上加一修正 项，这一修正项相当于电子 恢复到原有轨道所需作的功 ，加了修正项之 后就可以满意地解释斯塔克效应。
而索末菲的相对论性原子理论则更为理 想，他的学 生埃普斯坦(P.S, Epstein )根据索末菲的理论推得谱线电场分裂公式后来索末菲 提出选择定则，并总结 出一套经验规则，结果与斯塔克的观 测相符很好当然斯塔克 效应十分复杂 ，准确的解释有待于量子力学的 出现和原子理论的进一步发展 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斯塔克效应Stark effect原子或分子在外电场作用下能级和光谱发生分裂的现象为1913年J.斯塔 克发现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斯塔克 效应应用于原子分子结构的研究斯塔克效应是谱线增宽的原因之一，当气体放 电电流密度较大时，产生大量带电离子，它们对发光原子产生较强的内部电场， 引起谱线斯塔克分裂；离子与发光原子的距离不同，谱线分裂的大小不同，叠加 的结果导致谱线增宽。
等离子谱线的斯塔克增宽可用于内部电场强度和带电粒子 密度的测定2.1.2.3 谱线的斯塔克分裂在电场中，谱线会由于斯塔克效应产生谱线分裂［3］ 其中在不太强的电场中 即当电场强度小于105v / cm时，发生的是氢的一次斯塔克效应此时，氢原子的 能级产生分裂，分裂能级分别向上一个能级跃迁，便产生了氢的一次斯塔克效应 具体过程如下记电场强度为E，分裂能级的能量差为AE，则有：A E = An (n 一 n ) E0 1 2 (2-12)n = n + n + \m |+ 11 2 l(2-13)其中n为主量子数，n，n为电量子数，m为磁量子数通常观察到的氢光1 2 l 谱，是由第3能级向第2能级产生在电场作用下，第3能级分裂为 5个小能级； 第2能级产生3个小能级，一共出现15条谱线其中，有 6条谱线由于强度太 弱，只能观察到9条谱线又由于跃迁能级间Am不同产生不同偏振方向的谱线,l分别为Am为0的“分量和Am为土 1的5分量，如图2-1,图2-2ll 促使光谱发生斯塔克分裂的电场是由中性粒子束与装置中的磁场作用产生的洛伦兹电场记速度为v，装置中磁场为B，则有：bE = v x Bb(2-14)E = (2 A九 he ) - (3ea 九 2)-1s 0 0(2-15)其中a为波尔半径，九为没有外加电场时的波长。
00对与中性束中3成分，由于式(3-9)产生的洛伦兹电场的电场强度不一致, 联合式(3-9), (3-10)得A九八：2△九，A九=5△九si s 2 si s 3由以上分析可知，在氢原子光谱的一级次斯塔克分裂中，分裂谱线之间的波 长差一致，各成分间的分裂波长有固定的比例关系同时，由于温度相同，各成 分中各谱线强度由跃迁概率决定，故谱线强度间也有固定比例。