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Ga~(28+)离子ls~2np-ls~2n\'d跃迁全能域行为的理论研究

作　者: 顾媛媛
导　师: 王治文
学　校: 辽宁师范大学
专　业: 原子与分子物理
关键词: Ga28+离子 能级结构 量子亏损 振子强度
分类号: O562.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


本文以高荷电离子Ga28+为对象,对其1s2np-1s2nd态的全能域的能级结构进行研究。以平方可积的Slater型基函数为基础构建1s2np、1s2nd态的波函数,计算两态的非相对论能量。程序计算过程中,所选角动量分波有限,所以在计算非相对论能量时,附加上离子实修正和高阶角动量分波对能量的贡献。高Z离子及高能领域中,粒子数不一定守恒,电子的运动与原子序数有关,核电荷数越大,相对论效应越显著,本文将一阶相对论效应和质量极化效应作为微扰,计算其对Ga28+离子能量的贡献。以有效核电荷方法计算量子电动力学（QED）效应和高阶相对论效应的贡献。附加各种物理效应后,类锂Ga28+离子1s2np、1s2nd态的总能量便得以确定,进而确定电离能、激发能和跃迁能（波长）。电子的自旋-轨道及自旋-其他轨道相互作用会引起能级结构的劈裂,其劈裂程度由自旋-轨道及自旋-其他轨道相互作用（s-o + s-o-o）算符的期待值确定。量子电动力学效应和高阶相对论效应会引起能级移位,促使能级结构进一步劈裂。在同一Rydberg序列中,随着主量子数（n）的增大,相邻两能级结构的间距逐渐减小。依据单通道量子亏损理论,类锂Ga28+离子1s2np、1s2nd（2≤n≤9）态的量子亏损可以计算得出,以这些作为能量的缓变函数的量亏,可预言任意高激发态的能量值,且随着n的增加,量亏逐渐趋于常数。构建好的波函数和已得到的跃迁能相结合,可以计算Ga28+离子1s2np-1s2n’d （2≤n≤9,3≤n’≤9）跃迁的分立态的三种规范下的振子强度,长度、速度、加速度规范下的振子强度的符合程度可以检验所构建的波函数的精确程度。长度规范下的振子强度与量亏理论结合,可以外推束缚态-连续态的振子强度密度,类锂体系全能域的跃迁研究便得以实现。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
引言  9-11
  新千年的原子分子物理学  9
  高荷电离子物理简介  9-11
1 本文理论工作及研究方法  11-22
  1.1 本文工作  11
  1.2 本文的基本思想方法  11
  1.3 类锂原子体系的波函数  11-13
  1.4 类锂Ga~(28+)离子的能级结构  13-18
    1.4.1 非相对论能量  13-14
      1.4.1.1 非相对论能量的计算方法  13
      1.4.1.2 外推高阶角动量分波对能量的贡献  13-14
    1.4.2 能量修正  14-17
      1.4.2.1 一阶相对论和质量极化效应  14-15
      1.4.2.2 量子电动力学(QED)效应  15-16
      1.4.2.3 高阶相对论效应  16-17
    1.4.3 能级的精细结构  17-18
  1.5 量子亏损  18-20
    1.5.1 单通道量子亏损简介  18
    1.5.2 单通道量子亏损理论  18-19
    1.5.3 半经验方法  19-20
  1.6 振子强度  20-22
    1.6.1 束缚态-束缚态的跃迁振子强度  20-21
    1.6.2 束缚态-连续态的振子强度  21-22
2 类锂 Ga~(28+)离子 1s~2np-1s~2n’d 态全能域研究的计算结果与分析  22-43
  2.1 Ga~(28+)离子能级结构的计算结果及分析  22-37
    2.1.1 非相对论能量结果及分析  22-28
      2.1.1.1 各分波收敛情况与非相对论能量  22-27
      2.1.1.2 计及原子实修正和高阶角动量修正后的非相对论能量  27-28
    2.1.2 能量修正结果及分析  28-30
    2.1.3 电离能、激发能和跃迁能  30-35
    2.1.4 精细结构劈裂  35-37
  2.2 Ga~(28+)离子量子亏损计算结果及分析  37-39
    2.2.1 量子亏损数据分析  37-39
    2.2.2 本文计算方法与半经验方法的比较  39
  2.3 Ga~(28+)振子强度结果与分析  39-43
结论与展望  43-44
参考文献  44-46
本文创新  46-47
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  47-48
致谢  48

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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 > 原子的结构
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