вследствие поляризуемости его электронной оболочки и возникновения индуцированного дипольного момента. Уровень энергии, которому соответствует одно возможное состояние атома (невырожденный уровень), в поле E
>эл
будет иметь энергию
E
+ D
E
, т. е. сместится. Различные состояния вырожденного уровня энергии могут приобрести разные дополнительные энергии D
E>a
(a = 1, 2,...,
g
где
g —
степень вырождения уровня; см.
Атом
)
.
В результате вырожденный уровень расщепляется на штарковские подуровни, число которых равно числу различных значений D
E>a
. Так, уровень энергии атома с заданным значением момента количества движения
(
h —
Планка постоянная,
J
= 0, 1, 2,...,
квантовое число
полного момента количества движения) расщепляется в электрическом поле на подуровни, характеризуемые различными значениями магнитного квантового числа
m>J
;
(определяющего величину проекции момента
М
на направление электрического поля), причём значениям -
m>J
и +
m>J
соответствует одинаковая дополнит. энергия D
E
, поэтому все штарковские подуровни (кроме подуровня с
m
= 0) оказываются дважды вырожденными (в отличие от расщепления в магнитном поле, где все подуровни не вырождены; см.
Зеемана эффект
)
.
Различают линейный Ш. э., когда DE >
пропорционально E>эл
(рис. 1
), и квадратичный Ш. э., когда DE>
пропорционально
(
рис. 2
). В первом случае картина расщепления уровней энергии и получающихся при переходах между ними спектральных линий симметрична, во втором ¾ несимметрична.
Линейный Ш. э. характерен для водорода в не слишком сильных полях (в полях ~10>4в/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 Н>a
(головной линии Бальмера серии
).
Линейный Ш. э. наблюдается также в водородоподобных атомах (Не+, Li>2
+, B>3
+,...) и для сильно возбуждённых уровней др. атомов (в ряде случаев Ш. э. приводит к появлению
