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高离化态重元素类镁离子能级、波长和振子强度研究

作　者: 王卫
导　师: 杨向东
学　校: 四川大学
专　业: 原子与分子物理
关键词: 高离化态类镁离子波长振子强度 X射线光谱
分类号: O561
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

现代高温核聚变物理和空间物理学的发展已经使得高离化态的元素，特别是重元素的结构和光谱的详细研究成为原子分子物理学领域的前沿科学。高Z元素高离化态光谱数据对X射线激光、天体等离子体物理、受控核反应堆中的等离子体诊断研究都有重要意义。本文对高剥离态的类镁重元素的跃迁性质进行了详细的研究，对跃迁能级、波长等原子参数的特点规律进行了深入探讨。首先，在理论方法上采用多组态Dirarc—Fock（MCDF）方法，系统计算了n=53—62类镁等电子序列3s² 3s3p 3s3d，3s4s，3s4p，3s4d，3p²，3p3d，3p4s，3p4p，3p4d，3d4s，3d4p，3d4d，3d²组态之间的跃迁能级、波长和振子强度，得到了细致的能级和波长表。首次详细预测了等电子序列中n=3壳层和n=4壳层电子之间的跃迁波长，该波段的波长范围属于5—11 （?）的X射线波段。其次，详细讨论了随原子序数增大发生在3p3d³F₃和3p3d^D₃之间的能级交错现象，讨论了波长、振子强度随Z的变化关系，比较了各种不同理论方法下得到的波长和振子强度理论值，如RRPA（relativistic random-phase approximation）法、Dirac—Hartree—Fock（DHF）法等，结果说明本文采用的MCDF法考虑了重元素高离化态下的QED修正影响和相对论效应的影响，计算结果更为精确。最后，利用高斯拟合程序对高离化态的类镁Nd、Pm和Sm离子的谱线的相对强度进行了拟合，给出了新报道波段振子强度随波长变化的光谱图。

全文目录

摘要  2-3
ABSTRACT  3-7
1 引言  7-14
  1.1 高离化态原子结构和光谱研究背景  7
  1.2 高离化态原子结构和光谱研究进展及现状  7-11
    1.2.1 实验观测研究进展  7-8
    1.2.2 理论研究进展  8-9
    1.2.3 高离化态光谱研究的当前现状  9-11
  1.3 本文研究内容  11
  参考文献  11-14
2 相对论量子力学理论方法  14-38
  2.1 相对论轨道  14-15
  2.2 组态波函数  15-16
  2.3 原子态波函数  16-17
  2.4 相对论哈密顿量  17
  2.5 哈密顿矩阵  17-19
  2.6 组态耦合系数  19-20
  2.7 径向波函数  20-25
  2.8 原子核的修正  25-26
  2.9 横向电磁相互作用  26-27
  2.10 量子电动力学效应  27-28
  2.11 电偶极矩(E1)的W-E矩阵元和跃迁选择定则  28-30
    2.11.1 Wigner-Eckart(W-E)定理的描述  28-29
    2.11.2 W-E矩阵元和选择定则  29-30
    2.11.3 宇称定则  30
    2.11.4 LS耦合时电偶极矩(E1)跃迁的选择定则  30
  2.12 磁偶极矩(M1)的W-E矩阵元和跃迁选择定则  30-33
    2.12.1 磁多极矩算符  30-31
    2.12.2 W-E矩阵元和选择定则  31-33
    2.12.3 宇称定则  33
  2.13 相对论量子力学跃迁几率  33-36
  参考文献  36-38
3 类镁等电子序列I~(41+)到Ce~(46+)波长和振子强度详细研究  38-54
  3.1 引言  38-39
  3.2 理论方法和计算过程  39-40
  3.3 计算结果及讨论  40-45
    3.3.1 能级  40-41
    3.3.2 波长、跃迁几率和振子强度  41-45
  3.4 类镁Nd、Pm和Sm离子的跃迁性质  45-51
    3.4.1 波长和振子强度  45-49
    3.4.2 能级交错  49
    3.4.3 类镁Nd、Pm和Sm的相对强度光谱图  49-51
  3.5 结论  51-52
  参考文献  52-54
4 总结  54-55
在校期间发表论文  55
参与的研究课题  55-56
致谢  56-57

高离化态重元素类镁离子能级、波长和振子强度研究

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