1r ciclo Efecto Stark

[Mister Kroket]

Hola a todos
¿ Por qué en el efecto Stark el campo que aplicamos debe estar en la dirección del eje z, tiene algo que ver con el experimento de Stern-Gerlach?

Muchas gracias

[arivasm]

Re: Efecto Stark

El campo define una dirección en el espacio, simplemente, a la que le asignamos la Z por pura arbitrariedad.

[Mister Kroket]

Re: Efecto Stark

gracias arivasm por responder pero no es la respuesta que buscaba, a ver si planteo mejor la pregunta, que pasaría si el campo en vez de estar en una sola dirección del espacio, lo desplazaramos un angulo determinado respecto de un eje cualquiera de coordendas? ,lo que quiero saber es por qué E ha de ser necesariamente paralelo a uno de los ejes o qué pasa si no lo fuera

gracias

[arivasm]

Re: Efecto Stark

Para responder adecuadamente a tu pregunta debemos aclarar antes qué es lo que está definiendo los ejes a los que te refieres, respecto de los cuales el campo está desplazado. Si la respuesta es nada, que la elección de los ejes ha sido pura arbitrariedad, entonces la respuesta es que el efecto es exactamente el mismo que si el campo ya estuviese en la dirección Z, o lo que es lo mismo, que se hubiese elegido como dirección Z la del campo. Como imagino que tu pregunta se refiere a los operadores cuánticos, y que el hamiltoniano de perturbación sea $\hat H' = - e \vec E \cdot \vec r = - e E z$, en el último paso de esta igualdad es donde se está haciendo uso de la arbitrariedad en la elección de los ejes y, por tanto, por simplicidad elegir la Z como dije antes. Por supuesto, nada impide usar otra forma, por ejemplo, $\hat H' = - e \vec E \cdot \vec r = - e E x$, si se elige la dirección X como la del campo. Por supuesto, después habrá que calcular términos $<\psi_a|x|\psi_b>$ en vez de $<\psi_a|z|\psi_b>$, pero los resultados finales serán exactamente los mismos.

Eso sí, al hacer ese juego las funciones de onda también intercambiarán sus papeles en las conclusiones acerca de las reglas de selección. Quiero decir que, en términos de orbitales hidrogenoides, las conclusiones que afectasen antes a $p_z$ ahora se referirán a $p_x$, etc.

Como puedes imaginar, sucederá lo mismo si la orientación del campo la tomamos de una manera aún más complicada: deberemos llegar exactamente a las mismas. En lo que se refiere a las reglas de selección, la base de funciones de onda que usamos habitualmente no será nada cómoda, pues el papel que antes jugaba $p_z$, por seguir el ejemplo anterior, ahora lo jugará una combinación lineal de dichas funciones.

En definitiva, la elección de Z es porque todo resulta más sencillo. Por cierto, en esta misma línea, cuando en mecánica cuántica aplicada al átomo, se analiza la cuantización de la componente Z del momento angular, por ejemplo, es una completa arbitrariedad exactamente igual a lo que comentamos antes, justificada por la pequeña simplificación que corresponde a esa coordenada al emplear coordenadas esféricas. Pero los resultados serían exactamente los mismos (salvo las permutaciones de índices de coordenadas) su se hubiese elegido otra.

Por último, si la dirección Z viene prefijada por la existencia de otro campo entonces la cosa necesariamente se pone fea, porque entonces ya no hay capacidad de elección en la dirección y necesariamente habrá que lidiar con el jaleo que supondrá el campo "girado".

[Mister Kroket]

Re: Efecto Stark

estupenda explicación muchas gracias!