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若干较重原子和轻原子能级结构和跃迁性质的理论研究

作　者: 张天忆
导　师: 郑能武
学　校: 中国科学技术大学
专　业: 无机化学
关键词: 最弱受约束电子势模型理论 跃迁几率 原子能级 氦原子基态能量
分类号: O641.1
类　型: 博士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


本论文在郑能武教授提出的最弱受约束电子势模型理论(WBEPMT)基础之上,对若干较重和轻原子离子的跃迁几率和振子强度作了研究;引入类光谱态能级序列的概念和等光谱态能级序列的概念研究了一些原子离子的能级性质;并在前人工作的基础上用双广义拉盖尔函数对氦原子的基态能量做了计算。这些工作不但进一步证明了WBEPM理论在许多研究领域的适用性,并且为相关领域的工作者提供了可供参考的原子离子数据。第一章本章简要回顾了量子化学中常用的计算方法,并介绍了最弱受约束电子势模型理论(WBEPMT)的基本要点。第二章本章应用WBEPM理论研究了若干轻原子(B,AlⅢ)和较重原子(TiⅢ、TiⅣ、ScⅢ、YⅢ)的跃迁几率和振子强度。重点在将WBEPM理论扩展到较重原子的跃迁性质研究中。从所得到的理论计算结果与美国国家标准技术研究院(NIST)给出的标准值相比较来看,我们的计算结果令人满意,与标准值的误差均在可接受范围内。与其他理论计算方法的比较表明我们的计算结果普遍更接近标准值,计算过程更为简便易行。这一结果表明WBEPM理论适用于较重原子跃迁性质的研究。第三章这一章以WBEPM理论为基础,介绍了两个不同的概念:类光谱态能级序列、等光谱态能级序列。并在这两个概念之上用两种不同的方法对原子能级进行研究。第一种方法,在类光谱态能级序列的概念下对Sr原子、B原子的不同能级序列作了研究,并在前人工作的基础上,引入了外来能级扰动的影响。我们的结果非常地精确,和可接受值相比大部分误差均在一个波数以内,比其他理论方法的结果好得多。第二种方法,在等光谱态能级序列的概念下对类Be-、类Na-、类Al-的不同序列作了研究,并将结果与实验值和其他理论值作比较。可以看出,与类光谱态能级序列概念下的能级研究相比较,等光谱态能级序列概念下的能级研究误差相对较大,但是仍与现今其他理论方法处于同一水平。第四章本章用广义拉盖尔函数作为基函数,将线性组合技术引入到WBEPM理论中,对He原子的基态能量做了双广义拉盖尔函数的研究,得到可与现有理论方法相比照的结果。表明在WBEPM理论中线性组合技术可以成功地应用。

全文目录


致谢  5-8
摘要  8-10
Abstract  10-12
第一章 绪论  12-30
  1.1 引言  12
  1.2 从头计算法  12-20
    1.2.1 自洽场方法  12-13
    1.2.2 基函数与基组的选择  13-16
    1.2.3 相关能  16-20
  1.3 密度泛函理论  20-21
  1.4 最弱受约束电子势模型理论  21-23
  参考文献  23-30
第二章 WBEPM理论对于原子与离子的跃迁几率、振子强度的研究  30-81
  2.1 引言  30
  2.2 理论方法  30-33
  2.3 计算结果和讨论  33-77
    2.3.1 硼原子  33-44
    2.3.2 二价铝离子  44-56
    2.3.3 钛二价及三价离子  56-70
    2.3.4 钪和钇二价离子  70-77
  2.4 小结  77-78
  参考文献  78-81
第三章 WBEPM理论对多电子原子的能级的研究  81-118
  3.1 引言  81-82
  3.2 在WBEPM理论下用类光谱态能级序列概念研究原子能级  82-100
    3.2.1 理论方法  82-85
    3.2.2 结果和讨论  85-100
  3.3 在WBEPM理论下用等光谱态能级序列概念研究原子能级  100-114
    3.3.1 理论方法  100-103
    3.3.2 结果与讨论  103-114
  3.4 小结  114-116
  参考文献  116-118
第四章 应用双广义拉盖尔函数计算氦原子的基态能量  118-129
  4.1 引言  118-119
  4.2 WBEPM理论  119-120
  4.3 变分法与线性组合技术  120
  4.4 在WBEPM理论中引入线性组合技术  120-125
  4.5 结果与讨论  125-126
  4.6 小结  126-128
  参考文献  128-129
附录1  129-130
附录2  130-132
作者在读期间发表的学术论文与取得的研究成果  132

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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 物理化学（理论化学）、化学物理学 > 结构化学 > 化学键理论
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