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Ge²⁹⁺离子1s²ns和1s²np组态能级结构与跃迁特性

作　者: 李玉
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: Ge29+离子能级结构精细结构振子强度
分类号: O562
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

本文研究的是高电荷的类锂Ge29+离子,首先简单介绍了锗(Ge)元素的原子特性及广泛应用,然后简要叙述了高电荷离子的定义、研究意义及其制备和引出装置,最后对Ge29+离子1s2nl,(l=0,12≤n≤9)态的能级结构和激发特性进行了一系列研究和讨论,这也是本文主要的工作。本文是以裸核为能量零点计算Ge29+离子s、p态的总能量,包括非相对论部分和相对论修正和QED修正,其中非相对论能量用全实加关联(FCPC)方法计算,同时附加了离子实修正和高角动量分波修正；相对论修正涉及一阶微扰、高阶相对论修正。本文研究的是具有较高核核电荷(Z=32)的离子,相对论效应比较明显,所以计算时应考虑。总能量确定后,又得出了分立态的电离能、激发能以及各态之间的跃迁能和伴随的谱线波长,绘制了格罗春图。计算非相对论能量时确定了体系的波函数,在此基础上计算了Ge29+离子能级结构劈裂,并考虑了高阶相对论和QED效应带来的影响。根据QDT理论(第三章介绍)得到Ge29+离子s、p态的量子数亏损,并采用半经验方法将得到的能量结果外推倒任意高激发态,为高激发态及其他相关领域研究,提供有益的帮助。同时本文计算了Ge29+离子吸收谱的偶极跃迁振子强度,绘制了振子强度外推图,实现了高电荷类锂体系振子强度从分立态到连续态的全能领域研究。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 引言  8-13
  1.1 锗元素及其应用  8-9
    1.1.1 锗元素的原子特性  8
    1.1.2 锗元素的广泛应用  8-9
      1.1.2.1 锗对人体机能的影响  8-9
      1.1.2.2 锗对工业发展的影响  9
  1.2 高电荷离子及其制备  9-12
    1.2.1 高离化态原子  9-10
    1.2.2 高激发态原子  10
    1.2.3 制备仪器—电子束离子阱  10-12
  1.3 FCPC理论方法  12-13
2 类锂体系的能级结构  13-41
  2.1 类锂体系及其波函数  13-15
    2.1.1 类锂体系  13
    2.1.2 类锂体系波函数  13-15
  2.2 类锂体系非相对论能量  15-23
    2.2.1 类锂体系哈密顿算符  15
    2.2.2 Upper bound能量  15-20
      2.2.2.1 类锂Ge~(29+)离子1s~2原子实Upper bound能量计算结果与分析  15-16
      2.2.2.2 类锂Ge~(29+)离子1s~2nl(l=0,1 2≤n≤9)态Upper bound能量计算结果与分析  16-20
    2.2.3 离子实修正  20-21
    2.2.4 高角动量分波外推  21
    2.2.5 非相对论能量  21-23
      2.2.5.1 类锂Ge~(29+)离子1s~2nl(l=0,1 2≤n≤9)态非相对论能量计算结果与分析  22-23
  2.3 类锂体系相对论修正  23-26
    2.3.1 一阶微扰  23-25
      2.3.1.1 类锂Ge~(29+)离子1s~2nl(l=0,1 2≤n≤9)态一阶微扰计算结果与分析  24-25
    2.3.2 高阶相对论修正  25-26
  2.4 类锂体系QED修正  26-27
  2.5 类锂体系总能量  27-30
    2.5.1 类锂Ge~(29+)离子1s~2nl(l=0,1 2≤n≤9)态总能量计算结果与分析  27-30
  2.6 类锂体系电离能、激发能和跃迁能  30-38
    2.6.1 类锂体系电离能  30
      2.6.1.1 类锂Ge~(29+)离子1s~2nl(l=0,1 2≤n≤9)态电离能计算结果与分析  30
    2.6.2 类锂体系激发能  30-31
      2.6.2.1 类锂Ge~(29+)离子1s~2nl(l=0,1 2≤n≤9)态激发能计算结果与分析  31
    2.6.3 类锂体系跃迁能和谱线波长  31-38
      2.6.3.1 类锂Ge~(29+)离子1s~2nl(l=0,1 2≤n≤9)态跃迁能和谱线波长计算结果与分析  32-38
  2.7 类锂体系精细结构劈裂  38-41
    2.7.1 相对论效应对能级劈裂的贡献  38
    2.7.2 高阶相对论和QED效应对能级劈裂的贡献  38-39
    2.7.3 类锂Ge~(29+)离子1s~2np(2≤n≤9)态精细结构劈裂计算结果与分析  39-41
3 类锂体系的量子数亏损  41-46
  3.1 量子亏损理论  41-43
    3.1.1 类锂Ge~(29+)离子1s~2nl(l=0,1 2≤n≤9)态量子数亏损计算结果与分析  41-43
  3.2 半经验方法  43-44
    3.2.1 类锂Ge~(29+)离子1s~2nl(l=0,1 2≤n≤9)态量子数亏损展开系数计算结果与分析  44
  3.3 两种方法的比较  44-46
4 类锂体系的振子强度  46-51
  4.1 振子强度  46-48
    4.1.1 类锂Ge~(29+)离子1s~2nl(l=0,1 2≤n≤9)态振子强度计算结果与分析  46-48
  4.2 振子强度外推  48-51
    4.2.1 类锂Ge~(29+)离子1s~2nl(l=0,1 2≤n≤9)态振子强度外推结果与分析  49-51
结论与展望  51-52
参考文献  52-55
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  55-56
致谢  56

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