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双原子分子振转能谱和离解能的理论研究

作　者: 侯世林
导　师: 孙卫国
学　校: 四川大学
专　业: 原子与分子物理
关键词: 代数方法势能变分法离解极限法双原子分子振动能谱转动能谱光谱常数振动力常数分子离解能
分类号: O561
类　型: 博士论文
年　份: 2003年
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内容摘要

本论文包括两部分。第一部分建立了研究双原子分子体系的振动和转动能级结构的代数方法(Algebraic method；AM)和势能变分法(Potential variational method；PVM)；第二部分建立了研究双原子体系分子离解能D_e以及判别振动光谱常数性质的离解极限法(Dissociation limit method；DLM)。本论文第一部分用我们建立的代数方法通过输入一组较低精确振动能级以求得包含所有高激发态振动能级在内的完全振动能谱，并检验了不同精度的输入能级对AM振动能谱影响。研究结果表明：(1)由精确的低振动能级利用AM方法得到的高振动激发态能级以及AM振动全能谱是完全精确可靠的；(2)AM能谱的精度与产生它的输入能级的精度密切相关，且完全忠实于输入能级本身的精度。应用代数方法研究了包括同位素分子在内的二十几个常见分子电子态的AM完全振动能谱。研究表明，代数方法是研究双原子分子体系精确振动全能谱的一种简便可靠的有效方法。该方法填补了在化学反应和分子碰撞散射等研究中所需要的大量精确的高振动激发能谱数据极为不足的缺憾。在精确的AM振动能谱的基础之上，结合势能变分法(PVM)对这些体系的转动结构也作了相关的研究，并得到了各电子态的各阶正确振动力常数f_n(n=2～8)和PVM转动光谱常数。本论文第二部分用我们建立的离解极限法研究了一批双原子分子体系的离解能D_e。研究结果表明：离解极限法不但可以得到双原子分子体系的精确离解能，获得实验上不易得到的一些分子电子态的离解能数据；还可以用作物理判据来分析同一分子电子态的不同振动光谱常数集合质量的优劣。

全文目录

摘要  2-3
Abstract  3-6
第一部分代数方法和势能变分法研究双原子体系的振动与转动能谱  6-89
  1 引言  6-8
    1.1 研究分子光谱的意义  6-7
    1.2 本文研究的意义  7-8
  2 研究双原子分子能级结构的物理方法  8-20
    2.1 分子光谱实验理论简介  8-13
      2.1.1 电偶极跃迁中纯转动和纯振动跃迁的选择定则  9-10
      2.1.2 Franck-Condon原理简介  10-11
      2.1.3 拉曼散射光谱学  11-12
      2.1.4 研究分子光谱的主要实验方法  12-13
    2.2 研究分子的能级结构理论方法和进展  13-20
      2.2.1 Born-Oppenheimer近似  13-15
      2.2.2 研究双原子分子能谱的几种物理模型  15-16
      2.2.3 用解析经验势方法研究振动能谱  16-17
      2.2.4 量子力学从头计算方法研究振动能谱  17-20
  3 研究振动能谱和转动能谱的代数方法和势能变分法  20-32
    3.1 振转能级表达式的微扰推导及力常数与光谱常数的关系  20-26
    3.2 代数方法  26-28
    3.3 势能变分法  28-32
  4 能量矩阵E对AM振转能谱的影响  32-50
    4.1 H_2基态  32-41
    4.2 HF基态  41-43
    4.3 能量矩阵E对AM振转能谱的影响的总结与讨论  43-50
  5 代数方法和势能变分法对部分双原子体系的应用  50-87
    5.1 对同核双原子分子电子态的应用  50-63
    5.2 对异核双原子分子电子态的应用  63-74
    5.3 AM方法对同位素分子的应用  74-87
  6 第一部分小结  87-89
第二部分用离解极限法研究双原子分子的离解能  89-110
  7 用离解极限法研究双原子分子的离解能  89-108
    7.1 引言  89-90
    7.2 理论与方法  90-95
    7.3 对部分双原子电子态的应用与讨论  95-107
    7.4 本部分小结  107-108
  8 论文总结  108-110
附录1 RKR方法简介  110-112
参考文献  112-119
攻读博士学位期间发表的学术论文  119-133
致谢  133-134
声明  134

双原子分子振转能谱和离解能的理论研究

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