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原子与双原子分子碰撞过程的量子力学研究

作　者: 孙桂华
导　师: 杨向东
学　校: 四川大学
专　业: 原子与分子物理
关键词: 反应散射 耦合通道扭曲波方法 势能面 散射截面
分类号: O562.5
类　型: 博士论文
年　份: 2002年
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内容摘要


本文分两部分：第一部分用三维量子力学耦合通道扭曲波方法研究了三氢系统的反应散射；第二部分提出了一种原子与双原子分子相互作用的新形式。 在第一部分，我们用三维量子力学的耦合通道扭曲波近似法（CCDWA）研究了反应散射H+H2→H2+H、D+H2→DH+H、H+D2→DH+D。计算中采用了LSTH、BKMP和PK三种势能面，计算了三个碰撞体系的积分截面、微分截面、分波截面和反应几率。研究发现：势能面相同时用CCDWA方法计算的截面和公认精确的量子力学结果比较符合；阈能附近的量子力学隧道效应较为显著，准经典弹道方法不能很好的预言其截面；用不同势能面计算的反应截面有差别，说明反应截面的研究能为检验势能面的准确性提供依据。 在第二部分，我们首先改进了MS（Maitland-Smith）势能模型，改进的势能模型具有表达函数简单、可调参数少、形式灵活、便于应用等优点。其次，根据改进的势能模型分别给出了He-HF和He-CO系统新的各向异性势能面，新的势能面与它们准确性较好的SAPT势（He-HF）、XC势（He-CO）非常相似，能比较准确地描述He-HF、He-CO体系相互作用势的基本特征。第三，根据MS势模型给出了He-NO系统的各向异性势能面，该势能面不仅与He-NO较准确的势能面ESMSV符合较好，而且与其它惰性气体原子（Ar、Kr、Xe）与NO分子的MS势具有相同的形式和部分势能参数。最后利用改进的势能模型给出了Faubel等关于He-O2相互作用势径向系数计算值的解析表达式，用这个表达式计算的结果与Faubel等的计算值比较一致。

全文目录


中文摘要  4-5
英文摘要  5-6
第一部分 三氢系统反应碰撞截面的全量子力学研究  6-76
  1 引言  6-17
    1．1 势能面  7-11
    1．2 理论计算方法  11-15
      1．2．1 准经典轨线方法  11-12
      1．2．2 经典散射矩阵理论  12-13
      1．2．3 过渡态理论方法  13
      1．2．4 量子力学处理  13-15
    1．3 分子束实验  15-17
  2 跃迁矩阵公式  17-27
    2．1 两势能形式  20-22
    2．2 近似方法  22-27
      2．2．1 Born近似  23
      2．2．2 扭曲波Born近似  23-24
      2．2．3 耦合通道扭曲波近似  24-26
      2．2．4 绝热扭曲波近似  26
      2．2．5 绝热T矩阵近似  26-27
  3 耦合通道扭曲波近似  27-39
    3．1 公式  27-35
    3．2 计算考虑  35-39
  4 计算结果与讨论  39-68
    4．1 H+H_2反应  39-53
      4．1．1 积分截面  39-45
      4．1．2 微分截面  45-48
      4．1．3 分波截面  48-50
      4．1．4 反应几率  50-53
    4．2 D+H_2反应  53-63
      4．2．1 积分截面  53-55
      4．2．2 微分截面  55-58
      4．2．3 分波截面  58-61
      4．2．4 反应几率  61-63
    4．3 H+D_2反应  63-68
  5 小结  68-69
  参考文献  69-76
第二部分 原子与双原子分子相互作用势研究  76-128
  1 引言  76-82
    1．1 原子分子间的势能面  77-78
    1．2 基本势能模型  78-79
      1．2．1 Lennard-Jones（n，6）势  78
      1．2．2 Buckingham-Slater势  78-79
      1．2．3 Morse势  79
    1．3 基本势能模型的改进  79-81
      1．3．1 Lennard-Jones势的Maitland-Smith改进  79
      1．3．2 Buckingham-Slater势的Buckingham-Comer改进  79-80
      1．3．3 分段解析势  80-81
    1．4 本研究的意义  81-82
  2 氦原子与双原子分子相互作用势的研究  82-102
    2．1 He-HF体系  83-88
    2．2 He-CO体系  88-94
    2．3 He-NO体系  94-98
    2．4 He-O_2体系  98-102
  3 散射计算与讨论  102-122
    3．1 密耦计算方法  102-106
    3．2 He-HF的散射截面  106-113
    3．3 He-CO的散射截面  113-117
    3．4 He-NO的散射截面  117-119
    3．5 He-O_2的散射截面  119-122
  4 小结  122-123
  参考文献  123-128
攻读博士学位期间发表的论文  128-129
致谢  129

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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 > 碰撞与散射
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