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高离化态Cu原子的束箔光谱学研究

作　者: 王丽华
导　师: 何小荣；杜树斌
学　校: 广西大学
专　业: 理论物理
关键词: 高离化态Cu原子束箔光谱学 HI-13串列加速器 2.2米掠入射真空紫外到软X射线谱段光谱仪 CuⅩⅧ CuⅩⅩ
分类号: O562
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
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内容摘要

高离化态离子核外电子数远小于核电荷数Z，故其性质不同于中性或低离化态的离子。在高离化态原子中，磁相互作用明显增强，“允许的”电偶极(E1)跃迁将遭到来自磁偶极(M1)、电四极矩(E2)和其它高次的“禁戒”跃迁的强烈竞争，禁戒跃迁几率随核电荷数Z增加而迅速增加，此外量子电动力学效应也随着Z增加而增强。基于加速器的束箔光谱学法(BFS)是一种适合于高离化态离子光谱分析的实验方法之一。高离化态原子光谱研究的动力在于，它对检验基本的原子理论是至关重要的，因为用光谱学方法能敏感地探测到电子间的关联效应、相对论和量子电动力学(QED)效应以及“核有限尺寸”的影响。并且这类离子在X-射线激光研究、等离子体诊断和解释空间谱中都有重要应用。我们在中国原子能科学研究院用HI-13串列加速器提供的80和110MeV的Cu离子，用束箔技术测量了11-38nm范围内的束箔光谱。识别出Cu的65条谱线，其中有16条跃迁谱线是首次给出实验观测值。本论文主要分为五个部分，引言介绍了束箔光谱法的意义及研究现状。第二章至第四章是我们的具体工作。第二章对实验的物理基础、实验}‘ljLI大’洲吹l_学位论义原理和方法作简要概述。第三章介绍本论文的实验设备及参数计算。第四章给出利用束箔实验技术识别出的高离化态C。离子的跃迁谱线。第五章是在实验结果的基础上进行深入讨论和总结，以及对改进工作和开展进一步研究工作的探讨。

全文目录

第一章引言  9-15
  1.1 束箔光谱研究的意义  9
  1.2 束箔光谱的实验过程  9-10
  1.3 实验和理论研究的现状  10-11
    1.3.1 离子源  10
    1.3.2 实验研究现状  10-11
    1.3.3 理论研究现状  11
  1.4 束箔技术的应用  11-14
    1.4.1 BFS在高离化态原子寿命测量中的应用  11-12
    1.4.2 BFS在高离化态原子能级研究中的应用  12-14
  1.5 本文的工作  14-15
第二章实验原理和方法  15-22
  2.1 束箔光谱法实验原理  15
  2.2 束箔光谱学实验方法  15-22
    2.2.1 实验测量值的确定  16-19
      2.2.1.1 应用公式初步计算波长  16-17
      2.2.1.2 电荷态分布计算  17-18
      2.2.1.3 应用最小二乘法拟合确定谱线  18
      2.2.1.4 经靶室中的碳膜剥离后的离子能量  18-19
    2.2.2 谱线的理论计算  19-21
    2.2.3 采用等电子序列验证谱线  21-22
第三章实验设备及参数计算  22-35
  3.1 HI-13串列加速器  22-27
    3.1.1 负离子注入器  22-24
      3.1.1.1 负离子的形成及负离子源  22-23
      3.1.1.2 注入磁铁(90°磁偏转器)  23-24
    3.1.2 预加速  24
    3.1.3 加速管  24
    3.1.4 分析三磁铁  24-25
    3.1.5 开关磁铁  25-26
    3.1.6 静电分析器  26-27
  3.2 光谱仪  27-30
    3.2.1 真空系统  28
    3.2.2 探测器  28-30
  3.3 靶室  30-32
    3.3.1 靶片  30-31
    3.3.2 法拉第筒  31
    3.3.3 真空系统  31-32
  3.4 数据获取系统  32-33
  3.5 系统的调试  33-35
    3.5.1 抽真空  33
    3.5.2 测试  33-35
第四章数据处理与分析  35-44
  4.1 实验数据的初步处理  35-37
  4.2 谱线波长的确定  37-39
  4.3 谱线分析  39-44
    4.3.1 电荷态分布计算  39-40
    4.3.2 谱线对应能级跃迁的确定  40-42
    4.3.3 实验结论  42-44
第五章总结与讨论  44-46
  5.1 总结  44
  5.2 展望  44-46
附录1  46-48
附录2  48-50
附录3  50-53
附录4  53-56
参考文献  56-59
致谢  59-60

高离化态Cu原子的束箔光谱学研究

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