スターク効果とは？
すたーくこうか
「効果」の用語まとめを見るスターク効果とは、原子や分子を強い電場の中に置いたときに、スペクトル線が分裂・移動する現象のことです。
スターク効果（Stark effect）とは、外部から強い電場（電界）を加えたとき、原子・分子のエネルギー準位が分裂したり移動したりし、その結果として観測されるスペクトル線が分裂・シフトする現象です。ドイツの物理学者ヨハネス・シュタルク（Johannes Stark）が1913年に発見し、翌1919年にノーベル物理学賞を受賞しました。
この効果は、電場が原子内の電子雲の対称性を破ることで生じます。主に2種類に分類されます。
- 一次スターク効果（線形スターク効果）：エネルギーの変化が電場の強さに比例する。縮退（エネルギー準位の重なり）がある場合に現れ、水素原子がその典型例です。
- 二次スターク効果（二乗スターク効果）：エネルギーの変化が電場の二乗に比例する。縮退のない原子（アルカリ金属など）で見られます。
スターク効果は量子力学の重要な検証実験のひとつであり、エネルギー準位の縮退・摂動論・量子数の概念を実験的に確かめる手段として理論物理学の発展に貢献しました。また、磁場によるスペクトル分裂であるゼーマン効果と対をなす現象として並んで語られることが多いです。
現代では、レーザー分光・天体物理学・量子コンピューティングにおけるエネルギー準位制御など幅広い分野で応用されています。
使い方・例文
水素原子のスペクトルを観測する実験で電場を加えると、単一の輝線がいくつかの線に分裂するスターク効果が確認できる。
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