Η βασική διαφορά μεταξύ του γραμμικού και του τετραγωνικού φαινομένου Stark είναι ότι το γραμμικό φαινόμενο Stark εμφανίζεται λόγω μιας διπολικής ροπής που προκύπτει από μια φυσικά προκύπτουσα μη συμμετρική κατανομή ηλεκτρικού φορτίου, ενώ το τετραγωνικό φαινόμενο Stark προκύπτει λόγω μιας διπολικής ροπής που επάγεται από το εξωτερικό πεδίο.
Φαινόμενο Stark είναι η διάσπαση των φασματικών γραμμών που παρατηρείται όταν ακτινοβολούμενα άτομα, ιόντα ή μόρια υποβάλλονται σε ισχυρό ηλεκτρικό πεδίο. Αυτό το φαινόμενο ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά από τον Γερμανό επιστήμονα Johannes Stark. Το εφέ πήρε το όνομά του.
Τι είναι το Linear Stark Effect;
Το ευθύγραμμο φαινόμενο είναι η σειρά φασματικών γραμμών που παράγονται όταν οι μεταβάσεις μεταξύ των ενεργειακών επιπέδων είναι συμμετρικές. Σε αυτό το είδος φαινομένου, η διαφορά μεταξύ των ενεργειακών επιπέδων (Δε) είναι ανάλογη με το εφαρμοζόμενο ηλεκτρικό πεδίο (Ε). Η σχέση είναι η εξής:
Δε∝ E
Γενικά, το γραμμικό έντονο φαινόμενο είναι χαρακτηριστικό του υδρογόνου που εμφανίζεται σε ηλεκτρικά πεδία χαμηλής ισχύος. Τυπικά, το ενεργειακό επίπεδο ενός ατόμου υδρογόνου που έχει έναν δεδομένο κύριο κβαντικό αριθμό "n" τείνει να χωρίζεται συμμετρικά σε 2n-1 υποεπίπεδα. Επιπλέον, μπορούμε να παρατηρήσουμε αυτόν τον τύπο έντονης επίδρασης σε άτομα που μοιάζουν με υδρογόνο όπως He+, Li+2 και Be +3
Εικόνα 01: Stark Effect
Τυπικά, το μέγεθος του γραμμικού φαινομένου είναι συγκριτικά μεγάλο. Επιπλέον, αυτό το φαινόμενο μπορεί να βρεθεί σε άτομα με συμμετρία και σταθερή διπολική ροπή.
Τι είναι το Quadratic Stark Effect;
Το τετραγωνικό ασταθές φαινόμενο είναι η σειρά φασματικών γραμμών όπου το σχέδιο των γραμμών είναι ασύμμετρο. Σε αυτόν τον τύπο άτονου φαινομένου, η διαφορά μεταξύ των ενεργειακών επιπέδων (Δε) είναι ανάλογη με το τετράγωνο του εφαρμοζόμενου ηλεκτρικού πεδίου (Ε). Η σχέση είναι η εξής:
Δε∝ E2
Αυτός ο τύπος έντονης επίδρασης είναι κοινός σε άτομα πολλών ηλεκτρονίων. Τυπικά, το μέγεθος του τετραγωνικού φαινομένου είναι συγκριτικά μικρό. Επιπλέον, αυτό το φαινόμενο μπορεί να βρεθεί σε άτομα με ασυμμετρία και μεταβαλλόμενη διπολική ροπή.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ γραμμικού και τετραγωνικού φαινομένου Stark;
Το φαινόμενο Stark προκύπτει λόγω της αλληλεπίδρασης μεταξύ της ηλεκτρικής ροπής του ατόμου και του εξωτερικού ηλεκτρικού πεδίου. Υπάρχουν δύο τύποι εφέ Stark. είναι το γραμμικό ασταθές φαινόμενο και το τετραγωνικό ασταθές φαινόμενο. Η βασική διαφορά μεταξύ του γραμμικού και του τετραγωνικού φαινομένου Stark είναι ότι το γραμμικό φαινόμενο Stark εμφανίζεται λόγω μιας διπολικής ροπής που προκύπτει από μια φυσικώς απαντώμενη μη συμμετρική κατανομή ηλεκτρικού φορτίου, ενώ το τετραγωνικό φαινόμενο Stark προκύπτει λόγω μιας διπολικής ροπής που προκαλείται από το εξωτερικό πεδίο.
Επιπλέον, το μέγεθος του γραμμικού φαινομένου Stark είναι συγκριτικά υψηλό, ενώ το μέγεθος του τετραγωνικού φαινομένου stark είναι συγκριτικά μικρό. Εκτός από αυτές τις διαφορές, το γραμμικό φαινόμενο Stark μπορεί να βρεθεί σε άτομα χαμηλών ηλεκτρονίων που μοιάζουν με υδρογόνο και υδρογόνο, ενώ το τετραγωνικό φαινόμενο stark μπορεί να παρατηρηθεί σε άτομα πολλών ηλεκτρονίων.
Το παρακάτω infographic συνοψίζει τις διαφορές μεταξύ γραμμικού και τετραγωνικού ίσου εφέ σε μορφή πίνακα.
Σύνοψη – Γραμμικό vs Τετραγωνικό φαινόμενο Stark
Το φαινόμενο Stark προκύπτει λόγω της αλληλεπίδρασης μεταξύ της ηλεκτρικής ροπής του ατόμου και του εξωτερικού ηλεκτρικού πεδίου. Μπορούμε να το χωρίσουμε σε δύο κατηγορίες, όπως το γραμμικό άκυρο φαινόμενο και το τετραγωνικό ασταθές φαινόμενο. Η βασική διαφορά μεταξύ του γραμμικού και του τετραγωνικού φαινομένου Stark είναι ότι το γραμμικό φαινόμενο Stark προκύπτει λόγω μιας διπολικής ροπής που προκύπτει από μια φυσικά προκύπτουσα μη συμμετρική κατανομή ηλεκτρικού φορτίου, ενώ το τετραγωνικό φαινόμενο Stark προκύπτει λόγω μιας διπολικής ροπής που επάγεται από το εξωτερικό πεδίο.
