Hem vist en §10.3|1.4⟩ que l’energia dels estats del rotor rígid no
depèn del nombre quàntic .
Estrictament, això només és cert en absència de camps elèctrics o
magnètics.
10.5 L’efecte Stark
|1⟩ En absència de camps elèctrics i magnètics, l’energia no depèn de .
|2⟩ Efecte Stark: Un camp elèctric trenca la degeneració dels estats.
En presència d’un camp elèctric, la
degeneració entre estats amb el mateix però amb
diferent es
trenca: és el que s’anomena efecte
Stark.
|3⟩ En un camp elèctric, les ratlles espectrals es divideixen.
Considerem les següents
transicions:
En absència de camps elèctriques, les tres
tindran la mateixa freqüència, ja que l’energia dels estats finals no depèn de
, i les ratlles
corresponents apareixeran en l’espectre superposades. Ara bé, si
introduïm un camp elèctric, els estats finals deixaran d’estar degenerats i
veurem com la ratlla es divideix en tres.
|4⟩ L’efecte Stark es quantifica mitjançant una pertorbació a l’energia.
Per a un camp elèctric d’intensitat
, la contribució
de l’efecte Stark a l’energia de la molècula ve donada per la següent
pertorbació
on és el moment
dipolar permanent de la molècula. Noteu que la pertorbació depèn
de .
|5⟩ L’efecte Stark ens permet mesurar el mòdul del moment dipolar permanent.
La magnitud de l’efecte Stark depèn
de , i això ens
permet utilitzar-lo com a eina per determinar el moment dipolar d’una molècula,
però només el mòdul (el sentit del moment dipolar podem esbrinar-lo per
intuïció química, de l’àtom més electronegatiu de la molècula cap al més
electropositiu).