學過原子物理和量子力學的應該都知道zeeman effect(塞曼效應)和stark effect(斯塔克效應)。這兩個效應互為對照,一個是外磁場引起的原子(或者分子)譜線的分裂,一個是外電場引起的原子譜線的分裂。
歷史上,二者中先被發現的是塞曼效應。1896年,塞曼發現很多物質的特征譜線在外加磁場下會分裂成幾條。這個現象很快被lorentz完全用經典力學解釋了。既然磁場可以引起譜線的分裂,那么自然地人們會想到,也許電場也可以引起譜線的分裂。
最早著手這方面探索的是大牛Voigt。他試試了Na原子,沒發現譜線分裂。參觀過Voigt實驗室的Stark意識到,應該采用質量輕元素如氫或者氦,并且應該用盡可能強的電場。然后,于1913年,他真的成功地觀察到了氫原子在外電場下的譜線分裂。
注意到這兩個效應的發現之間有長達17年的間隔!
為什么在已知塞曼效應的情況下,發現斯塔克效應這么難?其實,對于一個對電動力學有所了解的人來說,這二者在時間上的順序貌似搞反了。通常,大家的經驗是,在光與物質的作用中,重要的是電場分量,而磁場分量相比之下則可以被忽略。所以,也許斯塔克效應應該更容易被觀察到。
也許只有學過量子力學的人才能理解這背后的問題所在。
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