اشتارک، اثر

اشتارک، اثر \asar-e eštārk\، شکافت خطوط طیف اتمها، یونها و مولکولهای تابنده، هنگامی که در معرض میدانهای الکتریکی قوی قرار گیرند. این اثر را، که مشابه الکتریکیِ اثر زیمان (یا اثر زِمان؛ شکافت خطوط طیف در حضور میدان مغناطیسی) است، فیزیک‌دان آلمانی، یوهانس اشتارک (ه‌ م)، در 1913 م کشف کرد.
به‌دلیل رسانندگی الکتریکی بسیار زیاد بخارها یا گازهای یونیده، آزمایشگرانِ پیش از اشتارک نتوانسته بودند میدانهای الکتریکی قوی را در چشمه‌های نور طیف‌نماییِ متعارف پدید آورند. اشتارک توانست طیف گسیلی (نشری) هیدروژن را در پشت کاتُدِ یک لامپ خلأ با پرتو مثبت، مشاهده کند. با گذاشتن الکترود باردار دیگری، نزدیک و موازی این کاتد، وی توانست میدان الکتریکی بسیار نیرومندی میان این دو الکترود پدید آورد و در این میدان الکتریکی با شدت چندین صد هزار ولت بر سانتی‌متر (10 ولت بر متر)، شکافتگی خطوط طیف معروف به خطوط بالمِر را در طیف اتم هیدروژن، با طیف‌نما ببیند. هر خط طیف به چندین مؤلفه با فاصله‌های متقارن، شکافته می‌شد. برخی از این خطوط در جهت موازی با خطوط میدان، و برخی عمود بر آن (مگر هنگامی که در راستای خطوط نگریسته می‌شدند) قطبیده بودند.
اثر عرضی اشتارک تا حدودی شبیه اثر عرضی زیمان است، اما به‌دلیل پیچیدگی‌اش، ارزش عملی کمتری در تجزیه و تحلیل طیفهای پیچیدۀ اتمی دارد. از نظر تاریخی، توضیح قانع‌کنندۀ اثر اشتارک در 1916 م یکی از موفقیتهای بزرگ نظریۀ آغازینِ مکانیک کوانتومی شمرده می‌شود. بنابر نظریۀ کوانتوم، اثر اشتارک، به دلیل میدان الکتریکی نیرومند، موجب جابه‌جایی مکان الکترونهای اتم تابنده نسبت به هستۀ اتم می‌شود. این امر ترازهای انرژی گوناگونی در اتم فراهم می‌کند. به دنبال این تغییر، گذار الکترونها از تراز انرژی بیشتر به کمتر، تابش نور یا دیگر تابشهای اتمی را به همراه می‌آورد. گذار الکترونها، که در حالت عادی امکان‌ناپذیر است، به‌وسیلۀ میدان الکتریکی القا می‌شود.

مآخذ

Americana, 2006;
Britannica, 2010;
Encarta, 2008.

بخش علوم پایه و مهندسی