tailieunhanh - Thiết lập công thức tổng quát mô tả hiệu ứng Stark của nguyên tử hydro trong điện trường tĩnh

Nghiên cứu này được thực hiện với các mục đích đưa ra một quy trình toán học chặt chẽ cho các tính toán về hiệu ứng Stark của nguyên tử Hydro nhằm cung cấp một công thức giải tích tổng quát có thể áp dụng cho mọi trạng thái liên kết của nguyên tử Hydro, đồng thời giới thiệu hệ tọa độ parabolic đến cộng đồng. | Thiết lập công thức tổng quát mô tả hiệu ứng Stark của nguyên tử hydro trong điện trường tĩnh Năm học 2015 - 2016 THIẾT LẬP CÔNG THỨC TỔNG QUÁT MÔ TẢ HIỆU ỨNG STARK CỦA NGUYÊN TỬ HYDRO TRONG ĐIỆN TRƯỜNG TĨNH Trần Dương Anh Tài Sinh viên năm 2 Khoa Vật lí GVHD TS Phạm Nguyễn Thành Vinh TÓM TẮT Trong đề tài này chúng tôi khảo sát sự tách vạch phổ năng lượng của nguyên tử Hydro trong điện trường tĩnh bằng phương pháp giải tích. Hệ tọa độ parabolic và lí thuyết nhiễu loạn được sử dụng để xây dựng công thức giải tích tổng quát mô tả sự phụ thuộc của các mức năng lượng của nguyên tử Hydro vào cường độ điện trường ngoài. Kết quả giải tích được so sánh với kết quả giải số chính xác để đánh giá giới hạn áp dụng của công thức giải tích. Từ khóa Nguyên tử Hydro lí thuyết nhiễu loạn hệ tọa độ parabolic. 1. Giới thiệu Năm 1913 lấy cảm hứng từ thí nghiệm quan sát quang phổ của cácnguyên tử trong từ trường của Pieter Zeeman Johannes Stark đã thực hiện thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của điện trường tĩnh lên quang phổ của nguyên tử. Ông nhận thấy điện trường ngoài có tác dụng tách các vạch phổ của nguyên tử ứng với những trạng thái có mức suy biến lớn hơn thành các vạch phổ riêng biệt. Paul Epstein đã giải thích hiệu ứng này bằng lí thuyết tiền lượng tử vào năm 1916 5 . Sau đó Erwin Schrödinger đã sử dụng hiệu ứng này như là một bằng chứng khẳng định tính đúng đắn của mô hình cơ học lượng tử do ông xây dựng. Dựa trên cơ sở của Schrödinger các nhà khoa học đi sau đã mởrộng kết quả tính toán bằng nhiều phương pháp khác nhau 1 4 7 14 . Ngày nay hiệu ứng tách vạch phổ của nguyên tử dưới tác dụng của điện trường tĩnhđược biết đến rộng rãi với tên gọi là hiệu ứng Stark. Tuy nhiên cần lưu ý rằng hiệu ứng Stark còn được gọi là hiệu ứng Stark-Lo Surdo để tưởng niệm nhà vật lí người Ý Antonio Lo Surdo cho việc tìm ra hiệu ứng này một cách độc lập 8 . Trong đề tài này chúng tôi khảo sát hiệu ứng Stark cho nguyên tử Hydro. Mặc dù là hệ đơn giản nhất nhưng nguyên tử Hydro đóng vai trò đặc biệt