{"id":150184,"date":"2020-09-11T12:26:36","date_gmt":"2020-09-11T14:26:36","guid":{"rendered":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/?p=150184"},"modified":"2020-09-11T12:26:36","modified_gmt":"2020-09-11T14:26:36","slug":"efeito-stark","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/ciencias-da-natureza\/fisica\/efeito-stark","title":{"rendered":"Efeito Stark"},"content":{"rendered":"

Defini\u00e7\u00e3o<\/strong><\/p>\n

O\u00a0efeito Stark<\/strong>, em f\u00edsica, \u00e9 a divis\u00e3o em dois ou mais componentes das linhas espectrais de \u00e1tomos em um campo el\u00e9trico.<\/p>\n

A divis\u00e3o das linhas espectrais at\u00f4micas como resultado de um campo el\u00e9trico aplicado externamente foi descoberta por Stark e \u00e9 chamada de efeito Stark.<\/p>\n

O efeito Stark tem sido de benef\u00edcio marginal na an\u00e1lise dos espectros at\u00f4micos, mas tem sido uma importante ferramenta para os espectros de rota\u00e7\u00e3o molecular.<\/p>\n

Efeito Stark – O que \u00e9<\/strong><\/p>\n

O\u00a0efeito Stark<\/strong>\u00a0\u00e9 a mudan\u00e7a e divis\u00e3o de linhas espectrais de \u00e1tomos e mol\u00e9culas devido \u00e0 presen\u00e7a de um campo el\u00e9trico externo.<\/p>\n

\u00c9 o an\u00e1logo do campo el\u00e9trico do\u00a0efeito Zeeman<\/strong>, onde uma linha espectral \u00e9 dividida em v\u00e1rios componentes devido \u00e0 presen\u00e7a do campo magn\u00e9tico.<\/p>\n

Embora inicialmente cunhado para o caso est\u00e1tico, tamb\u00e9m \u00e9 usado em um contexto mais amplo para descrever o efeito dos campos el\u00e9tricos dependentes do tempo.<\/p>\n

Em particular, o efeito Stark \u00e9 respons\u00e1vel pelo alargamento da press\u00e3o (alargamento Stark) das linhas espectrais por part\u00edculas carregadas em plasmas.<\/p>\n

Para a maioria das linhas espectrais, o efeito Stark \u00e9 linear (proporcional ao campo el\u00e9trico aplicado) ou quadr\u00e1tico com alta precis\u00e3o.<\/p>\n

O efeito Stark pode ser observado tanto para linhas de emiss\u00e3o quanto para linhas de absor\u00e7\u00e3o. Este \u00faltimo \u00e9 algumas vezes chamado de efeito Stark inverso, mas este termo n\u00e3o \u00e9 mais usado na literatura moderna.<\/p>\n

Efeito Stark – F\u00edsica<\/strong><\/p>\n

Efeito Stark<\/strong>\u00a0\u00e9 a divis\u00e3o das linhas espectrais observadas quando os \u00e1tomos, \u00edons ou mol\u00e9culas radiantes s\u00e3o submetidos a um forte campo el\u00e9trico.<\/p>\n

O an\u00e1logo el\u00e9trico do efeito Zeeman (ou seja, a divis\u00e3o magn\u00e9tica de linhas espectrais), foi descoberto por um f\u00edsico alem\u00e3o, Johannes Stark (1913).<\/p>\n

Os primeiros experimentadores n\u00e3o conseguiram manter um campo el\u00e9trico forte em fontes de luz espectrosc\u00f3picas convencionais devido \u00e0 alta condutividade el\u00e9trica dos gases ou vapores luminosos.<\/p>\n

Stark observou o espectro de hidrog\u00eanio emitido logo atr\u00e1s do c\u00e1todo perfurado em um tubo de raio positivo.<\/p>\n

Com um segundo eletrodo carregado paralelo e pr\u00f3ximo a este c\u00e1todo, ele foi capaz de produzir um forte campo el\u00e9trico em um espa\u00e7o de alguns mil\u00edmetros.<\/p>\n

Em intensidades de campo el\u00e9trico de 100.000 volts por cent\u00edmetro, Stark observou com um espectrosc\u00f3pio que as linhas espectrais caracter\u00edsticas, chamadas linhas de Balmer, de hidrog\u00eanio foram divididas em uma s\u00e9rie de componentes simetricamente espa\u00e7ados, alguns dos quais estavam linearmente polarizados (vibrando em um plano) com o vetor el\u00e9trico paralelo \u00e0s linhas de for\u00e7a, sendo o restante polarizado perpendicularmente \u00e0 dire\u00e7\u00e3o do campo, exceto quando visto ao longo do campo.<\/p>\n

Este\u00a0efeito Stark<\/strong>\u00a0transversal se assemelha em alguns aspectos ao\u00a0efeito Zeeman\u00a0<\/strong>transversal, mas, por causa de sua complexidade, o efeito Stark tem relativamente menos valor na an\u00e1lise de espectros complicados ou de estrutura at\u00f4mica.<\/p>\n

Historicamente, a explica\u00e7\u00e3o satisfat\u00f3ria do efeito Stark (1916) foi um dos grandes triunfos da mec\u00e2nica qu\u00e2ntica inicial.<\/p>\n

Hist\u00f3ria<\/strong><\/p>\n

O efeito tem o nome do f\u00edsico alem\u00e3o Johannes Stark, que o descobriu em 1913.<\/p>\n

Foi descoberto de forma independente no mesmo ano pelo f\u00edsico italiano Antonino Lo Surdo e, na It\u00e1lia, \u00e0s vezes \u00e9 chamado de efeito Stark-Lo Surdo.<\/p>\n

A descoberta desse efeito contribuiu de maneira importante para o desenvolvimento da teoria qu\u00e2ntica e foi premiada com o Pr\u00eamio Nobel de F\u00edsica para Johannes Stark no ano de 1919.<\/p>\n

Inspirado pelo efeito Zeeman magn\u00e9tico, e especialmente pela explica\u00e7\u00e3o de Lorentz sobre ele, Woldemar Voigt realizou c\u00e1lculos mec\u00e2nicos cl\u00e1ssicos de el\u00e9trons quase elasticamente ligados em um campo el\u00e9trico.<\/p>\n

Usando \u00edndices experimentais de refra\u00e7\u00e3o, ele deu uma estimativa das divis\u00f5es Stark. Essa estimativa era algumas ordens de magnitude muito baixa.<\/p>\n

N\u00e3o desanimado por esta previs\u00e3o, Stark realizou medi\u00e7\u00f5es nos estados excitados do \u00e1tomo de hidrog\u00eanio e conseguiu observar divis\u00f5es.<\/p>\n

Pelo uso da teoria qu\u00e2ntica de Bohr-Sommerfeld (“velha”), Paul Epstein e Karl Schwarzschild foram independentemente capazes de derivar equa\u00e7\u00f5es para o efeito Stark linear e quadr\u00e1tico no hidrog\u00eanio.<\/p>\n

Quatro anos depois, Hendrik Kramers derivou f\u00f3rmulas para intensidades de transi\u00e7\u00f5es espectrais.<\/p>\n

Kramers tamb\u00e9m incluiu o efeito de estrutura fina, que inclui corre\u00e7\u00f5es para a energia cin\u00e9tica relativ\u00edstica e o acoplamento entre o spin do el\u00e9tron e o movimento orbital.<\/p>\n

O primeiro tratamento de mec\u00e2nica qu\u00e2ntica (na estrutura da mec\u00e2nica de matriz de Heisenberg) foi por Wolfgang Pauli. Erwin Schr\u00f6dinger discutiu longamente o efeito Stark em seu terceiro artigo sobre a teoria qu\u00e2ntica (em que ele introduziu sua teoria de perturba\u00e7\u00e3o), uma vez na forma do trabalho de 1916 de Epstein (mas generalizado da velha para a nova teoria qu\u00e2ntica) e uma vez por sua abordagem de perturba\u00e7\u00e3o (de primeira ordem).<\/p>\n

Finalmente, Epstein reconsiderou o efeito Stark linear e quadr\u00e1tico do ponto de vista da nova teoria qu\u00e2ntica.<\/p>\n

Ele derivou equa\u00e7\u00f5es para as intensidades de linha que foram uma melhoria decidida sobre os resultados de Kramers obtidos pela velha teoria qu\u00e2ntica.<\/p>\n

Embora os efeitos de perturba\u00e7\u00e3o de primeira ordem para o efeito Stark no hidrog\u00eanio estejam de acordo com o modelo de Bohr-Sommerfeld e a teoria da mec\u00e2nica qu\u00e2ntica do \u00e1tomo, os efeitos de ordem superior n\u00e3o est\u00e3o.<\/p>\n

Medi\u00e7\u00f5es do efeito Stark sob alto campo pontos fortes confirmaram a corre\u00e7\u00e3o da teoria qu\u00e2ntica sobre o modelo de Bohr.<\/p>\n

Efeito Stark – Resumo<\/strong><\/p>\n

O\u00a0efeito Stark \u00e9 o<\/strong>\u00a0efeito de um campo el\u00e9trico nas linhas do espectro.<\/p>\n

O campo el\u00e9trico pode ser aplicado externamente; mas em muitos casos \u00e9 um campo interno causado pela presen\u00e7a de \u00edons ou \u00e1tomos vizinhos em um g\u00e1s, l\u00edquido ou s\u00f3lido.<\/p>\n

Descoberto em 1913 por J. Stark, o efeito \u00e9 mais facilmente estudado nos espectros de hidrog\u00eanio e h\u00e9lio, observando a luz do espa\u00e7o escuro do c\u00e1todo de uma descarga el\u00e9trica.<\/p>\n

Devido \u00e0 grande queda de potencial nesta regi\u00e3o, as linhas s\u00e3o divididas em v\u00e1rios componentes. Para observa\u00e7\u00e3o perpendicular ao campo, a luz desses componentes \u00e9 linearmente polarizada.<\/p>\n

O efeito linear Stark exibe padr\u00f5es grandes, quase sim\u00e9tricos. A interpreta\u00e7\u00e3o do efeito Stark linear foi um dos primeiros sucessos da teoria qu\u00e2ntica. Segundo essa teoria, o efeito do campo el\u00e9trico na \u00f3rbita do el\u00e9tron \u00e9 dividir cada n\u00edvel de energia do n\u00famero qu\u00e2ntico principal n em 2n – 1 n\u00edveis equidistantes, de separa\u00e7\u00e3o proporcional \u00e0 intensidade do campo.<\/p>\n

O efeito quadr\u00e1tico Stark ocorre em linhas resultantes dos estados de menor energia de \u00e1tomos com muitos el\u00e9trons.<\/p>\n

O efeito quadr\u00e1tico Stark \u00e9 b\u00e1sico para a explica\u00e7\u00e3o da forma\u00e7\u00e3o de mol\u00e9culas a partir de \u00e1tomos, de constantes diel\u00e9tricas e do alargamento das linhas espectrais.<\/p>\n

O efeito intermolecular Stark \u00e9 produzido pela a\u00e7\u00e3o do campo el\u00e9trico dos \u00e1tomos ou \u00edons circundantes no \u00e1tomo emissor. O efeito intermolecular causa uma mudan\u00e7a e amplia\u00e7\u00e3o das linhas do espectro.<\/p>\n

Estando as mol\u00e9culas em movimento, esses campos n\u00e3o s\u00e3o homog\u00eaneos no espa\u00e7o e tamb\u00e9m no tempo. Portanto, a linha n\u00e3o \u00e9 dividida em componentes resolvidos, mas apenas alargada.<\/p>\n

O efeito Stark confinado por quantum \u00e9 o efeito Stark observado em estruturas nas quais o sistema hidrogenico est\u00e1 confinado em uma camada de espessura muito menor que seu di\u00e2metro normal. Isso n\u00e3o \u00e9 pr\u00e1tico com \u00e1tomos, mas o efeito \u00e9 observado com excitons em heteroestruturas de po\u00e7os qu\u00e2nticos semicondutores.<\/p>\n

\u00c9 importante que os deslocamentos Stark confinados ao quantum possam ser muito maiores do que a energia de liga\u00e7\u00e3o do sistema hidrogenico.<\/p>\n

As mudan\u00e7as resultantes das linhas de absor\u00e7\u00e3o \u00f3tica de excitons podem ser usadas para fazer moduladores de feixe \u00f3tico e dispositivos de comuta\u00e7\u00e3o \u00f3tica de efeito eletro-\u00f3tico.<\/p>\n

Fonte:<\/strong>\u00a0farside.ph.utexas.edu\/www.dictionary.com\/homepage.univie.ac.at\/encyclopedia2.thefreedictionary.com\/Encyclopaedia Britannica\/hyperphysics.phy-astr.gsu.edu<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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