Stark-Effekt

Stạrk-Ef|fekt [nach dem dt. Physiker J. Stark (1874–1957)]: ein elektrooptischer Effekt dergestalt, dass Spektrallinien von Atomen u. Molekülen unter dem Einfluss eines äußeren elektr. Feldes verbreitert oder verschoben werden u./od. in mehrere Komponenten aufspalten.

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Stạrk-Effekt,

 

von J. Stark 1913 entdeckte Aufspaltung der Spektrallinien von Atomen und Molekülen in mehrere Komponenten durch den Einfluss äußerer elektrostatischer Felder. Die Linienaufspaltung beruht auf der Aufspaltung der Energieniveaus (Terme), zwischen denen der entsprechende Übergang stattfindet, im elektrischen Feld. Die Termaufspaltung ist eine Folge der Symmetriestörung des ungestörten atomaren oder molekularen Systems in dem betreffenden Zustand durch das äußere Feld; in mäßig starken Feldern ist sie kleiner als die Feinstrukturaufspaltung (Mindestfeldstärke etwa 1 kV/mm). - Bei der Entwicklung dieser Störung beziehungsweise der Wechselwirkungsenergie nach Potenzen der äußeren elektrischen Feldstärke E zeigt sich, dass im Allgemeinen dritte und höhere Potenzen vernachlässigt werden können. Bei hinreichend schwachen Feldern entspricht der in E lineare Term der Entwicklung dem Produkt aus elektrischem Dipolmoment des Systems im ungestörten Zustand und elektrischer Feldstärke. Dieser auf einem permanenten Dipolmoment beruhende lineare Stark-Effekt wird v. a. beim Wasserstoff und bei wasserstoffähnlichen Ionen beobachtet. Der in E quadratische Term entspricht einem erst durch das elektrische Feld im Atom beziehungsweise Molekül induzierten elektrischen Dipolmoment, das seinerseits proportional zu E ist; dieser quadratische Stark-Effekt wird wesentlich häufiger beobachtet als der lineare. Die äußeren elektrischen Felder können auch von Nachbaratomen stammen (z. B. in Kristallen oder Plasmen) und bei deren regelloser Bewegung zu einer Linienverbreiterung anstelle einer Linienaufspaltung führen. - Eine zum Stark-Effekt analoge Erscheinung ist der im magnetischen Feld auftretende Zeeman-Effekt.