स्टार्क प्रभाव

स्टार्क प्रभाव एक बाहरी विद्युत क्षेत्र द्वारा उत्पन्न परमाणु ऊर्जा स्तरों और वर्णक्रमीय रेखाओं का विस्थापन और विभाजन है।

Definition

स्टार्क प्रभाव परमाणु ऊर्जा स्तरों में बाहरी विद्युत क्षेत्र के कारण होने वाला परिवर्तन है, जो क्षेत्र के परमाणु के स्थायी या प्रेरित विद्युत द्विध्रुवीय आघूर्ण के साथ परस्पर क्रिया के माध्यम से होता है; यह विपरीत-समता घटकों वाले अपभ्रष्ट अवस्थाओं के लिए क्षेत्र में रैखिक होता है और अन्यथा द्विघात होता है।

Scope

यह विषय परमाणुओं की अनुप्रयुक्त विद्युत क्षेत्रों के प्रति प्रतिक्रिया को शामिल करता है: हाइड्रोजन के अपभ्रष्ट स्तरों में होने वाला रैखिक स्टार्क प्रभाव, परमाणु ध्रुवीकरण के समानुपाती द्विघात स्टार्क प्रभाव जो अधिकांश परमाणुओं में प्रमुख होता है, उच्च रिडबर्ग अवस्थाओं की क्षेत्रों के प्रति तीव्र संवेदनशीलता, और दोलनशील ऑप्टिकल क्षेत्रों द्वारा उत्पन्न AC (गतिशील) स्टार्क विस्थापन। यह बताता है कि इन विस्थापनों की गणना विक्षोभ सिद्धांत द्वारा कैसे की जाती है।

Core questions

• एक विद्युत क्षेत्र परमाणु ऊर्जा स्तरों को कैसे विस्थापित और विभाजित करता है?
• हाइड्रोजन में यह प्रभाव रैखिक क्यों है लेकिन अधिकांश अन्य परमाणुओं में द्विघात क्यों है?
• स्टार्क विस्थापन परमाणु ध्रुवीकरण पर कैसे निर्भर करता है?
• एक दोलनशील क्षेत्र द्वारा उत्पन्न AC स्टार्क विस्थापन क्या है?

Key concepts

• विद्युत द्विध्रुवीय अंतःक्रिया
• रैखिक बनाम द्विघात स्टार्क प्रभाव
• स्थैतिक और गतिशील ध्रुवीकरण
• रिडबर्ग अवस्थाओं का स्टार्क विस्थापन
• AC स्टार्क (प्रकाश) विस्थापन
• क्षेत्र आयनीकरण

Key theories

रैखिक और द्विघात स्टार्क प्रभाव

प्रथम-क्रम विक्षोभ सिद्धांत केवल अपभ्रष्ट विपरीत-समता अवस्थाओं के लिए एक गैर-शून्य रैखिक विस्थापन देता है, जैसा कि हाइड्रोजन में होता है; अन्यथा प्रमुख प्रभाव द्वितीय क्रम का होता है, एक द्विघात विस्थापन जो स्तर के स्थैतिक ध्रुवीकरण के समानुपाती होता है।

AC स्टार्क (प्रकाश) विस्थापन

एक दोलनशील विद्युत क्षेत्र, जैसे कि लेजर का, परमाणुओं के गतिशील ध्रुवीकरण के माध्यम से परमाणु स्तरों को विस्थापित करता है; यह प्रकाश विस्थापन ऑप्टिकल द्विध्रुवीय जालों का आधार है और ऑप्टिकल परमाणु घड़ियों में एक प्रमुख व्यवस्थित प्रभाव है।

Clinical relevance

स्टार्क विस्थापन परमाणुओं के विद्युत-क्षेत्र नियंत्रण को सक्षम करते हैं: AC स्टार्क विस्थापन ऑप्टिकल द्विध्रुवीय जालों और ऑप्टिकल जालक का ट्रैपिंग पोटेंशियल प्रदान करता है, ऑप्टिकल घड़ियों में एक व्यवस्थित के रूप में सावधानीपूर्वक क्षतिपूर्ति की जानी चाहिए, और रिडबर्ग परमाणुओं की अत्यधिक क्षेत्र संवेदनशीलता उन्हें प्रभावी क्षेत्र सेंसर और क्वांटम प्रौद्योगिकी के लिए एक संसाधन बनाती है।

History

स्टार्क ने 1913 में एक विद्युत क्षेत्र में हाइड्रोजन रेखाओं के विभाजन की खोज की, और रैखिक प्रभाव पुरानी क्वांटम सिद्धांत (एपस्टीन, श्वार्ज़चाइल्ड) और श्रोडिंगर के तरंग यांत्रिकी दोनों की प्रारंभिक विजय थी। द्विघात प्रभाव और, बहुत बाद में, लेजर क्षेत्रों द्वारा संचालित AC स्टार्क विस्थापन ने इस घटना को परमाणु ट्रैपिंग और सटीक मेट्रोलॉजी तक विस्तारित किया।

Key figures

• Johannes Stark
• Erwin Schrödinger
• Paul Epstein

Seminal works

• stark1914
• bransden2003

Frequently asked questions

DC और AC स्टार्क प्रभावों में क्या अंतर है?

DC स्टार्क प्रभाव एक स्थैतिक विद्युत क्षेत्र में विस्थापन है, जो स्थैतिक ध्रुवीकरण द्वारा नियंत्रित होता है। AC स्टार्क प्रभाव एक दोलनशील क्षेत्र में विस्थापन है, जो आवृत्ति-निर्भर गतिशील ध्रुवीकरण द्वारा नियंत्रित होता है, और ऑप्टिकल द्विध्रुवीय ट्रैपिंग के पीछे का तंत्र है।

रिडबर्ग परमाणु विद्युत क्षेत्रों के प्रति इतने संवेदनशील क्यों होते हैं?

रिडबर्ग परमाणुओं में बहुत बड़ी कक्षाएँ होती हैं और इसलिए विशाल ध्रुवीकरण और द्विध्रुवीय आघूर्ण होते हैं, इसलिए मामूली विद्युत क्षेत्र भी बड़े स्टार्क विस्थापन उत्पन्न करते हैं और उन्हें आयनित कर सकते हैं, जो अवस्था-चयनात्मक क्षेत्र आयनीकरण पहचान का आधार है।