氢原子的一级Stark效应
《氢原子的一级Stark效应》由会员分享,可在线阅读,更多相关《氢原子的一级Stark效应(12页珍藏版)》请在装配图网上搜索。
1、把氢原子置于外电场中,则它的光谱线会发生分裂,这种现象称为Stark effect.我们知道,由于电子在氢原子中受到球对称的库仑势的作用,除基态外任何一个能级都有简并,第 个能级有 度简并。但若在 方向加一个电场,则破坏了中心立场的对称性,从而使电子在氢原子中的能级发生分裂,部分消除简并。氢原子的一级氢原子的一级Stark效应效应氢原子的一级氢原子的一级Stark效应效应氢原子在外电场中的哈密顿量是()()()为简单起见,我们假定外电场均匀,且沿 轴方向,而将氢原子视为等效电偶极矩。下面我们就来具体讨论这个问题。氢原子的一级氢原子的一级Stark效应效应这是因为氢原子体系做电多极矩展开为点电荷
2、,电偶极矩和电多极矩等的叠加,等效点电荷为零,电多极矩贡献很小很小,而取等效电偶极矩。为能达到实验上观察Stark effect,一般取 ,而原子内部库仑场 。所以,外加电场远远小于库仑场,我们可以用微扰的方法来处理,氢原子的基态没有一级Stark effect,为简单起见,我们现在考虑第一激发态 ()时的情形。当 时,属于这个能级有四个简并态,他们的波函数为:氢原子的一级氢原子的一级Stark效应效应()由简并微扰论,为求一级能量修正要解下述久期方程()由氢原子的一级氢原子的一级Stark效应效应可知:只有当两态的角量子数差 ,磁量子数差 时 的矩阵元才不为零。容易看出,除 和 外,其他所有
3、矩阵元为零()从而久期方程可写为:和氢原子的一级氢原子的一级Stark效应效应()计算行列式有:()四个根为:()由此,在外电场作用下,原来是四度简并的能级,在一级修正中将分裂为三个能级,简并部分消失。可以用下图来表示能级的分裂情况。氢原子的一级氢原子的一级Stark效应效应氢原子的一级氢原子的一级Stark效应效应开始时是没有外电场式的能级和跃迁,后来是加外场后的情况。原来简并的能级在外场作用下分裂为三个能级,一个在原来的下边,一个在原来的上边。他们之间能量差都是 。这样,没有外电场时的一条谱线,在外电场中分裂为三条;他们的频率一条比原来的稍小,一条比原来的稍大,另一条相等。氢原子的一级氢原子的一级Stark效应效应氢原子的一级氢原子的一级Stark效应效应现在计算零级波函数。分三种情况:I.当 时;(5.2.13)是可写成()氢原子的一级氢原子的一级Stark效应效应得:而()()因此,相应于能级 的零级近似波函数是:()氢原子的一级氢原子的一级Stark效应效应II.当 时,得 III.相应的零级近似波函数是:()III.当 时,得 为不同时为零的常数,相应的零级近似波函数是:()
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 装配图网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。