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三原子分子高激发振动能级Dunham计算

作　者: 张朝民
导　师: 任廷琦；王美山
学　校: 鲁东大学
专　业: 原子与分子物理
关键词: Dunham展开 高激发振动能级 Fermi共振 Darling-Dennison共振
分类号: O562
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 26次
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内容摘要


1932年,Dunham首次推导出研究双原子分子的振转能级的展开公式,此后,该方法在双原子分子的振转能级的研究中得到了广泛的应用,它成为研究双原子分子振转能级的有效理论之一。利用Dunham展开理论,我们不仅可以对双原子分子的振转能级进行计算,还可以计算力常数等一些基本物理量。Dunham展开对研究双原子分子的振转能级是有效的,同样,也可以被应用于三原子分子的振动能级的研究,甚至可以对四原子分子的振动能级进行研究。在本文中,首先根据三原子分子的Dunham理论,并考虑了Fermi共振耦合相互作用和Darling-Dennison共振耦合相互作用,利用Fortran语言,编写了计算程序;应用我们编写的计算程序,分别对H2O, H2S, D2O, D2S分子的振动能级数据进行拟合,得到了它们的有效光谱参数;运用拟合得到的光谱参数,分别计算了这四个分子的高激发振动能级,对于那些实验上还未测出的部分高激发振动能级给出了理论预测值。本文共分为五章:在第一章中,首先回顾了分子光谱学的发展历程,然后对当前分子光谱的实验技术水平以及理论发展水平作了简要的总结;最后,介绍了Dunham展开理论的研究现状。为了有助于对三原子分子Dunham展开理论的理解,在第二章中,我们先对双原子分子的基本理论和模型作了简要的总结,其中包括常用的Born-Oppenheimer近似,谐振子模型,非谐振子模型,刚性转子模型,非刚性转子模型,振动转子模型以及Dunham展开理论。在第二章的基础上,我们在第三章介绍了三原子分子的Dunham展开理论,Fermi共振和Darling-Dennison共振,并对振动量子数作了简要的说明,另外对程序的一些具体问题作了简要的说明。在第四章中,应用我们编写的程序,分别对H2O, H2S, D2O, D2S分子振动能级进行拟合,得出了光谱参数,并利用拟合得到的光谱参数,分别计算了这些分子的振动能级,对部分高激发振动能级给出预测,这能为以后光谱数据的分析提供有益的帮助。在第五章中,首先对所做的研究内容作了简要的总结,然后预测了Dunham展开理论的应用前景。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章 综述  10-14
  1.1 引言  10-12
  1.2 Dunham 理论简介  12-14
第二章 双原子分子的转振能级  14-28
  2.1 波恩-奥本海默近似  14-16
  2.2 双原子分子的振动模型  16-18
    2.2.1 谐振子模型  16-17
    2.2.2 非谐振子模型  17-18
  2.3 双原子分子转动  18-22
    2.3.1 刚性转子模型  18-21
    2.3.2 非刚性转子  21-22
  2.4 双原子分子的振转相互作用  22-28
    2.4.1 振动转子模型  22-25
    2.4.2 双原子分子的Dunham 展开理论  25-28
第三章 三原子分子DUNHAM 展开理论及共振相互作用  28-34
  3.1 非线型三原子分子Dunham展开理论  28
  3.2 分子各种振动模式之间的共振相互作用  28-30
    3.2.1 Fermi 共振相互作用  29
    3.2.2 Darling-Dennison 共振相互作用  29-30
  3.3 振动量子数的说明  30-31
  3.4 有关矩阵元的计算及计算程序说明  31-34
    3.4.1 有关矩阵元的计算  31-32
    3.4.2 计算程序的几点说明  32-34
第四章 三原子分子的高激发振动能级的计算  34-64
  4.1 水分子的高激发振动能级计算  34-44
    4.1.1 水分子的研究背景  34-35
    4.1.2 水分子计算数据的分析和讨论  35-37
    4.1.3 小结  37-44
  4.2 H_2S 分子的高激发振动能级计算  44-52
    4.2.1 H_2S 分子的研究背景  44
    4.2.2 H_2S 分子计算数据的分析  44-46
    4.2.3 小结  46-52
  4.3 D_2O 分子的高激发振动能级的计算  52-58
    4.3.1 D_2O 分子的研究背景  52
    4.3.2 计算结果的分析与讨论  52-53
    4.3.3 小结  53-58
  4.4 D_2S 分子的高激发振动能级的计算  58-64
    4.4.1 D_2S 分子的研究背景  58
    4.4.2 计算数据的分析与讨论  58-59
    4.4.3 小结  59-64
第五章 结论  64-66
  5.1 总结  64
  5.2 展望  64-66
致谢  66-67
参考文献  67-73
在读硕士学位期间公开发表的论文  73

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中图分类: > 数理科学和化学 > 物理学 > 分子物理学、原子物理学 > 原子物理学
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