##  [Stark-Effekt](/de/node/51104) 

 Definition

Die Verschiebung und Aufspaltung atomarer oder molekularer Energieniveaus und Spektrallinien aufgrund eines äußeren elektrischen Feldes, hervorgerufen durch die Wechselwirkung des Feldes mit elektrischen Dipol- oder höheren Multipolmomenten und durch das Mischen von Zuständen unterschiedlicher Parität.

 

 

 

 

 

 





## Prinzip

Prinzip

Ein äußeres elektrisches Feld koppelt an den elektrischen Dipoloperator via H = -d·E (oder höhere Multipoläquivalente); existieren entartete Zustände entgegengesetzter Parität, tritt ein linearer Stark-Effekt durch kopplung erster Ordnung auf, sonst ergeben sich quadratische Verschiebungen 2. Ordnung in der Störungstheorie.

 

 

 

 

 





## Demonstration

Demonstration

Das n=2- manifold des Wasserstoffs zeigt einen linearen Stark-Effekt, weil 2s- und 2p-Zustände in einem äußeren E-Feld gemischt werden und eine Aufspaltung proportional zu E erzeugen; nichtentartete Grundzustände zeigen typischerweise eine quadratische Stark-Verschiebung ∝E^2, sofern kein permanentes Dipolmoment vorliegt.

 

 

 

 

## Fehlanwendung

Fehlanwendung

Einen Stark-Verschiebung im starken Feld perturbativ zu behandeln, ohne Ionisation oder Feld-induziertes Kontinuummischen zu berücksichtigen, oder Paritätsüberlegungen beim Vorhersagen von linearem vs. quadratischem Verhalten zu ignorieren, führt zu qualitativ falschen Ergebnissen.

 

 

 

 

 





## Konsequenz

Konsequenz

Führt zu spektralen Linienverschiebungen und -aufspaltungen, feldinduzierten Polarisierungen und Zustandsmischungen sowie zu DC-Stark-Verschiebungen, die in Atomuhren und Präzisionsmessungen relevant sind, und dient als Werkzeug zur elektrischen Felddetektion und zur Steuerung quantenmechanischer Zustände.

 

 

 

 

## Umkehrung

Umkehrung

Ohne elektrisches Feld bleiben paritätsbasierte Entartungen erhalten und es tritt keine Stark-Aufspaltung auf; in sehr starken Feldern kann das Konzept diskreter gebundener Zustände durch Feldionisation und Kontinuumskopplung zusammenbrechen und das einfache perturbative Bild umkehren.

 

 

 

 

 





## Abgrenzung

Abgrenzung

Gilt für Systeme mit wohldefinierten elektronischen Zuständen und für statische (DC) Felder, wenn vom Stark-Effekt die Rede ist; dynamische (AC) Felder führen zu separaten AC-Stark- (Lichtverschiebungs-)Phänomenen. Die Gültigkeit hängt von der Feldstärke relativ zu Niveauabständen und Ionisationsschwellen ab.

 

 

 

 

 





## Semantische Spannung

Semantische Spannung

Eng verwandt mit Lamb-Verschiebungen, Fein- und Hyperfeinstrukturen sowie AC-Stark-Effekten; die Unterscheidung zwischen DC-Stark-Verschiebungen, dynamischen Lichtverschiebungen und anderen Störungen ist in der Präzisionsspektroskopie wesentlich.

 

 

 

 

 





## Synthese

Synthese

Der Stark-Effekt ist die feldinduzierte Modifikation von Niveauenergien durch Kopplung an Dipol- und Multipolmomente und Paritätsmischung, die je nach Entartung lineare oder quadratische Verschiebungen hervorruft und sowohl als Sonde wie als Kontrollmechanismus für Quantenzustände dient.