اثری که به چندگانه شدن خط های طیف نشری عنصرها ، بر اثر کاربرد یک میدان الکتریکی خارجی مناسب مربوط است . این اثر نخستین بار در سال 1913 توسط اشتارک با مشاهده شکافتگی خط های سری بالمر در طیف نشری اتم هیدروژن کشف شد ، و میتوان آن را چنین بیان کرد :
« یک میدان الکتریکی خارجی مناسب ، مانند یک میدان مغناطیسی ؛ می تواند سطح های کووانتومی انرزی یک اتم را تحت تاثیر قراردهد و حالت های انرژی همتراز را از هم جدا کند . »
هرگاه یک اتم هیدروژن در یک میدان الکتریکی یکنواخت \( E^\circ \)در راستای معینی(Z) قرار گیرد ؛ مقداری انرژی معادل \( -eE_{z} \)، برا انرژی پتانسیل(V) آن اتم در معادله موج الکترون افزوده می شود . اگر مقدار E از تاثیر متقابل اسپین – اوربیتال کوچک تر باشد ، هر تراز انر ژی به 2n-1 مولّفه با انرژی متفاوت تقسیم می شود . ( nهمان عدد کووانتومی اصلی است . )
در میدان ضعیف ، شکافتگی اشتارک در مورد خط های طیفی اتم هیدروژن طرحی متقارن دارد و فاصله بین خط ها به مقدار E وابسته است . این وضعیّت به اثر خطّی یا مرتبه نخست اشتارک موسوم است . در میدان قوی یعنی زمانی که مقدار E به \( 10^{7}v/m \)برسد ، جا به جایی خط های طیفی بوجود می آید که این مقدار جابه جایی نیز به مقدار E وابسته است . این وضعیّت به اثر اشتارک مرتبه دوّم موسوم است .توصیف کمّی این رویداد این است که در میدان قوی ، اتم طوری قطبش حاصل می کند که نقش یک دو قطبی القایی را پیدا می کند که ممان دو قطبی آن به مقدار E بستگی دارد . گشتاور چنین دو قطبی برابر حاصلضرب E در این ممان دو قطبی است .
در مورد اوربیتال های چند الکترونی ، اثر اشتارک وضعیّت پیچیده ای دارد و قاعده گزینش \( ( \Delta l=+1, -1) \)دیگر ضرورتی نخواهد داشت و خط های جدیدی پدیدار می شوند که با \( ( \Delta l=0, +2,-2,+3,-3) \)مطابقت دارند . اما لازم است یه خاطره از پروفسور اشتارک در باره کشف اثر اشتارک ذکر کنم که چنین نوشته بود : « یک روز بعداز ظهر ، اندکی پس از آن که دروس در مهرماه از نو آغاز شدند ، به ثبت پرتوهای مجرایی در مخلوطی از گازهای هیدروژن و هلیم را آغاز و در حدود ساعت شش ، نوردهی کردم و ….. به تاریکخانه رفتم تا به ظاهر کردن عکس ها بپردازم . طبیعتا بسیار هیجان زده بودم ، فیلم را برای مدت کوتاهی بیرون آوردم تا در نور زرد ضعیف در تاریکخانه به طیف نگاه کنم ، با تعجّب در موضع خط آبی هیدروژن ، چندین خط مشاهده کردم ، درصورتی که خط های هلیم مجاوره ساده به نظر می رسیدند . »
