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Ga28+离子激发态1s2nl（l=d，f）的能级结构和光谱特性

作　者: 王旭
导　师: 王治文
学　校: 辽宁师范大学
专　业: 原子与分子物理
关键词: Ga28+离子 精细结构 电离能 振子强度
分类号: O562.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


近年来,高离化原子光谱在很多领域都有重要的应用价值,高核电荷数的高离化原子的能级结构和光谱特性越来越受重视。本文首先简单的叙述了原子与分子物理的发展概况和地位作用,以及Ga元素的特性,其次说明了高电荷离子的定义,应用以及电子束离子阱(EBIT)的背景。最后在此基础上,本文以FCPC方法为依托,具体计算了类锂Ga28+离子1s2nl(l=df; n≤9)Rydberg序列的能级结构(包括电离能,激发能,跃迁能和精细结构等)。用变分法计算了Ga28+离子1s2nd和1s2nf态的非相对论能量,还包括离子实修正和高阶角动量修正。在计算相对论和质量极化效应对体系能量的一级修正的基础上,利用有效核电荷数的方法估算了高阶相对论修正和QED修正的贡献。在计算类锂Ga28+离子1s2nd和1s2nf态的能级精细结构时,同时考虑了自旋-轨道相互作用和自旋-其他轨道相互作用,QED修正和高阶相对论效应贡献的影响,其计算结果和实验数据符合的很好。在裸核能量零点的基础上,本文计算出Ga28+离子1s2nd和1s2nf各态的能量,从而算出了电离能,跃迁能和波长。还计算了Ga28+离子的量子亏损,计算结果得出,同一Rydberg序列,量子亏损随主量子数N的增大而增大,逐渐趋于常数。根据构建好的波函数,本文还计算了在长度、速度、和加速度规范下的振子强度,由于在长度的规范下,振子强度对大r区域的波函数行为比较敏感,在速度规范下,振子强度对中r区域的波函数行为比较敏感,而在加速度规范下,振子强度对近核区的波函数行为比较敏感,所以我们可以根据这三种振子强度的差别来判断波函数的精确程度。最后结合量子亏损理论,将振子强度理论由较低能域扩展到从高激发态到连续态的整个领域。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
1 引言  8-11
  1.1 原子物理发展的概况及地位作用  8
  1.2 高电荷离子的定义及应用  8-9
  1.3 电子束离子阱(EBIT)的背景  9-10
  1.4 Ga元素的特性  10-11
2 理论方法  11-20
  2.1 本文工作简介及方法介绍  11-12
    2.1.1 本文工作简介  11
    2.1.2 FCPC方法介绍及优势  11-12
  2.2 类锂离子体系的波函数  12-13
  2.3 类锂体系的能级结构  13-14
    2.3.1 非相对论能量  13-14
      2.3.1.1 离子实修正  13
      2.3.1.2 高阶角动量修正  13-14
  2.4 类锂体系的能量修正  14-17
    2.4.1 类锂体系的一级微扰  14-15
    2.4.2 类锂体系的量子电动力学(QED)修正  15-16
    2.4.3 类锂体系的高阶相对论修正  16-17
  2.5 类锂体系的跃迁能和波长  17
  2.6 类锂体系的精细结构  17-18
  2.7 类锂体系的量子亏损  18-19
    2.7.1 量子亏损理论(QET)简介  18
    2.7.2 单通道量子亏损理论  18-19
  2.8 类锂体系的振子强度  19-20
    2.8.1 振子强度理论概述  19
    2.8.2 类锂体系的振子强度的概述  19-20
3. 类锂Ga~(28+)离子1s~2nl(l=d,f;n≤9)态的计算结果与讨论  20-44
  3.1 Ga~(28+)离子能级结构的计算结果与讨论  20-37
    3.1.1 类锂Ga~(28+)离子1s~2nl(l=d,f)体系各分波非相对论能量及各态波函数收敛  20-24
    3.1.2 非相对论能量(包含core.corr和higher l.corr)结果与讨论  24-25
    3.1.3 总能量结果与讨论  25-29
    3.1.4 电离能、激发能的结果与分析  29-31
    3.1.5 跃迁能和波长的结果与讨论  31-35
    3.1.6 精细结构劈裂的计算结果分析  35-37
  3.2 Ga~(28+)离子量子亏损计算结果分析  37-41
    3.2.1 量子数亏损及其能量展开系数结果与讨论  37-39
    3.2.2 本文FCPC计算方法与半经验方法的比较  39-41
  3.3 Ga~(28+)振子强度结果与讨论  41-44
    3.3.1 振子强度的分析  41-42
    3.3.2 振子强度外推的分析  42-44
结果与创新  44-45
参考文献  45-47
攻读硕士论文期间发表论文情况  47-48
致谢  48

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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 > 原子光谱学
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