Различают линейный Ш. э., когда DE
пропорционально Eэл
(рис. 1
), и квадратичный Ш. э., когда DE
пропорционально
Линейный Ш. э. характерен для водорода в не слишком сильных полях (в полях ~104 в/см он составляет тысячные доли эв ). Уровень энергии атома водорода с заданным значением главного квантового числа n симметрично расщепляется на 2n — 1 равноотстоящих подуровней (рис. 1 соответствует n = 3, 2n — 1= 5). Компоненты расщепившейся в поле E спектральной линии поляризованы. Если E ориентировано перпендикулярно к наблюдателю, то часть компонент поляризована продольно (p-компоненты), остальные — поперечно (s-компоненты). При наблюдении вдоль направления поля p-компоненты не появляются, а на месте s-компонент возникают неполяризованные компоненты. Интенсивности разных компонент различны. На рис. 3 показано расщепление в результате Ш. э. спектральной линии водорода Нa (головной линии Бальмера серии ).
Линейный Ш. э. наблюдается также в водородоподобных атомах (Не+, Li2 +, B3 +,...) и для сильно возбуждённых уровней др. атомов (в ряде случаев Ш. э. приводит к появлению запрещенных линий ). Типичным для многоэлектронных атомов является квадратичный Ш. э. с асимметричной картиной расщепления. Величина квадратичного эффекта невелика (в полях ~105 в/см расщепление составляет десятитысячные доли эв ). Для достаточно симметричных молекул, обладающих постоянным дипольным моментом, характерен линейный Ш. э. В др. случаях обычно наблюдается квадратичный Ш. э.
Важный случай Ш. э. — расщепление электронных уровней энергии иона в кристаллической решётке под действием внутрикристаллического поля E kp , создаваемого окружающими ионами. Оно может достигать сотых долей эв , учитывается в спектроскопии кристаллов и существенно для работы квантовых усилителей.
Ш. э. наблюдается и в переменных электрических полях. Изменение положения штарковских подуровней в переменном поле E может быть использовано для изменения частоты квантового перехода в квантовых устройствах (штарковская модуляция, см., например, Микроволновая спектроскопия ).
Влияние быстропеременного электрического поля на уровни энергии атомов (ионов) определяет, в частности, штарковское уширение спектральных линий в плазме. Движение частиц плазмы и связанное с этим изменение расстояний между ними приводит к быстрым изменениям электрического поля около каждой излучающей частицы. В результате энергетические уровни атомов (ионов), расщепляясь, смещаются на неодинаковую величину, что и приводит к уширению спектральных линий в спектрах излучения плазмы. Штарковское уширение позволяет оценить концентрацию заряженных частиц в плазме (например, в атмосферах звёзд).
Лит.: Ельяшевич М. А., Атомная и молекулярная спектроскопия, М., 1962; Фриш С. Э., Оптические спектры атомов, М.— Л., 1963; Таунс Ч., Шавлов А., Радиоспектроскопия, пер. с англ., М., 1959.
М. А. Ельяшевич.
Рис. 1. Зависимость величины расщепления ΔЕ от напряжённости электрического поля E при линейном эффекте Штарка (расщепление уровня атома водорода, определяемого главным квантовым числом n = 3, на 5 подуровней).
Рис. 3. Расщепление линий Ha водорода в электрическом поле. Различно поляризованные компоненты линии (p и s) возникают при определённых комбинациях подуровней.
Рис. 2. Зависимость величины расщепления уровней ΔЕ от напряжённости электрического поля Е при квадратичном эффекте Штарка (подуровни оказываются отстоящими на разные расстояния).
(обратно)Штарнбергер-Зе
Шта'рнбергер-Зе, Вюрм-Зе (Starnberger See, Würmsee), озеро на Ю. ФРГ, в Баварии. Расположено на высоте 584 м. Площадь 57 км 2 , глубина до 123 м. Из Ш. вытекает р. Вюрм (бассейн Дуная). температура воды летом 15—24 °С. Популярное место отдыха. На северном берегу Ш. — г. Штарнберг.
(обратно)Штасфурт
Шта'сфурт (Staßfurt), город в ГДР, в округе Магдебург, на р. Боде. 26 тыс. жит. (1975). производство телевизоров, оборудования для содовой промышленности, химикатов (в т. ч. соды), металлоизделий, деревообрабатывающая, швейная, пищевая промышленность.
(обратно)Штасфуртский соленосный бассейн
Шта'сфуртский солено'сный бассе'йн, Стасфуртский бассейн, часть верхнепермского (цехштейнового) Западно-Европейского бассейна, расположенная на территории ГДР и ФРГ. В широком смысле иногда рассматривается как синоним Западно-Европейского соленосного бассейна, охватывающего территорию от Великобритании до С.-З. СССР. Соленосные отложения распространены также под дном Северного м. Площадь бассейна до 1—1,2 млн. км 2 , с З. на В. протягивается более чем на 1600 км при ширине от 300 до 600 км. Мощность толщи соленосных отложений достигает 1200—1500 м. С ней связаны геологические запасы каменной соли, составляющие, по общей оценке, 1,5•105 км 3 , или 3•1014 т , и калийных солей — 135 млрд. т (более 20 млрд. т K2 O). Основную промышленную ценность представляют калийные соли.