7.26: Ефект Старка

Last updated
Save as PDF

Page ID: 77591

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Ефект Старка стосується поділу станів всередині рівня в результаті застосування зовнішнього електричного поля і подальшого розщеплення ліній на складові Старка. Атмосфера зірки, будучи гарячою і сильно іонізованою, є електричним провідником і, отже, не може підтримувати градієнти електричного потенціалу (поля). Таким чином, розщеплення лінії на її компоненти Старка зазвичай не спостерігається в зоряних атмосферах, і з цієї причини я не вдаюся до детального опису її або теорії ефекту тут. Є лише два невеликі моменти, які, мабуть, варто згадати.

Перший момент стосується серії Balmer\(\text{H}_\text{ I}\). Деталі візерунка Старка варіюються від лінії до лінії в серії, але трапляється, що в кожному парному члені серії\(\text{H}\beta\), тобто тощо\(\text{H}\delta\), немає центрального, незміщеного компонента Старка. За деяких обставин, навіть якщо водневі лінії широкі, а компоненти Старка невирішені, це може призвести до невеликого падіння у верхній частині емісійної лінії або невеликого удару внизу емісійної лінії. Є й інші ефекти (див. Розділ про лінійні профілі), які можуть призвести до падіння у верхній частині лінії випромінювання або удару внизу лінії поглинання, але якщо причиною є розщеплення Старка, це може бути визнано тим, що це впливає лише на парних членів серії Бальмера, а не непарні члени ( \(\text{H}\alpha\)\(\text{H}\gamma\), і т.д.).

Другий момент полягає в тому, що, хоча зоряна атмосфера не може витримати велике макроскопічне електричне поле, коли два атоми наближаються один до одного в близькому зіткненні, кожен індукує тимчасовий електричний диполь з іншого. (Це походження сил ван дер Ваальса, які падають обернено як шоста влада міжатомної відстані.) Отримане електричне поле одного атома на іншому, а іншого - на одному, призводить до загального розширення ліній, часто асиметрично, в результаті ефекту Старка, причому цей ефект явно збільшується з тиском і є однією зі складових явища розширення тиску, які будуть розглянуті в наступному розділі.