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超重原子和高离化态离子的结构与激发态性质的理论研究

作　者: 俞友军
导　师: 董晨钟
学　校: 西北师范大学
专　业: 原子与分子物理
关键词: 多组态Hartree-(Dirac-)Fock方法 电子关联效应 相对论效应 能级结构 电偶极跃迁 超重元素 高离化态离子
分类号: O562.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要


本论文介绍了多组态Hartree-(Dirac-)Fock理论方法,并利用该方法研究了一些原子(离子)体系的能级结构、电离能、激发能、共振吸收振子强度和原子(离子)半径,分析了超重元素中较强的电子关联效应和相对论效应对其原子结构及激发态性质的影响。主要工作分为两部分,1)研究了Uub(Z=112)和Uuq(Z=114)原子(离子)的能级结构及激发态和离子态性质,2)研究了高离化态类钾-类钴Au离子的能级结构及激发态性质。在超重元素原子结构的研究中,通过细致考虑电子关联效应、Breit相互作用和QED效应,计算了Uub(Z=112)原子及一价至五价离子的基态、电离能、激发态结构及其共振吸收振子强度等相关性质和Uuq(Z=114)原子及一价至四价离子的基态、电离能、激发态结构、共振吸收振子强度及其原子(离子)半径等相关性质。在对Uub的研究中,我们与其同族的Zn、Cd和Hg元素作了比较,系统分析了相对论效应和电子关联效应对元素的一价至五价离子的基态、电离能及激发态结构的影响;在对Uuq的研究中,我们与其同族的Ge、Sn和Pb元素作了比较,系统分析了相对论效应和电子关联效应对该元素的价轨道性质、一价至四价离子的基态、电离能、激发态结构及原子(离子)半径的影响。我们也预言了Uub和Uuq元素的几个可能被实验观测到的共振态的能级位置和吸收振子强度,期望这些结果能够对超重元素的相关实验测量提供理论支持。在高离化态类钾-类钴Au离子能级结构及跃迁特性的研究中,通过系统考虑Breit相互作用、QED效应及自能效应,系统计算了从类钾金离子Au60+到类钴金离子Au52+范围内的高离化态Au离子的能级结构及激发态性质。并希望我们的计算结果对惯性约束聚变、磁约束聚变、等离子体诊断等研究方面有所帮助。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章 引言  9-13
  参考文献  11-13
第二章 原子体系波函数求解  13-30
  2.1 原子体系的哈密顿量  13-14
  2.2 变分原理  14-16
  2.3 Hartree - Fock 近似  16-19
  2.4 Hartree - Fock 方程  19-20
  2.5 电子关联效应——多组态Hartree-Fock方法  20-22
    2.5.1 电子关联效应  20-21
    2.5.2 多组态Hartree-Fock 方法  21-22
  2.6 相对论效应  22-25
    2.6.1 类氢体系的相对论效应  22-24
    2.6.2 相对论形式的电子与电子的相互作用  24-25
    2.6.3 多组态Dirac-Fock方法  25
  2.7 对多组态Dirac-Fock方法的修正  25-28
    2.7.1 Breit相互作用  26
    2.7.2 量子电动力学(QED)效应  26-27
    2.7.3 原子核有限体积效应  27-28
  参考文献  28-30
第三章 辐射跃迁几率计算  30-34
  3.1 辐射跃迁几率  30-31
  3.2 冻结核近似  31
  3.3 弛豫效应  31-32
  参考文献  32-34
第四章 超重元素Uub(Z=112)的原子结构及激发态性质..  34-45
  4.1 引言  34
  4.2 Uub及其同族Zn、Cd 和 Hg元素的原子结构和激发态性质  34-42
    4.2.1 离子态的性质  35-38
    4.2.2 电离势  38-40
    4.2.3 共振激发能及吸收振子强度  40-42
  4.3 小结  42-43
  参考文献  43-45
第五章 超重元素Uuq(Z=114)的原子结构及激发态性质..  45-57
  5.1 引言  45
  5.2 Uuq及其同族Ge、Sn 和 Pb元素的原子结构和激发态性质  45-54
    5.2.1 价电子轨道性质及其基组态能级结构性质  46-47
    5.2.2 离子态的性质  47-49
    5.2.3 电离势  49-50
    5.2.4 离子激发能和中性原子的共振激发能及吸收振子强度  50-54
    5.2.5 离子半径  54
  5.3 小结  54-55
  参考文献  55-57
第六章 类钾-类钴Au离子的能级结构及激发态性质  57-62
  6.1 引言  57-58
  6.2 类钾-类钴Au离子的能级结构  58-59
  6.3 类钾-类钴Au离子的共振激发能及吸收振子强度  59-60
  6.4 小结  60-61
  参考文献  61-62
第七章 总结与展望  62-65
附录 硕士期间的研究工作  65-66
致谢  66

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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 > 原子间的作用、激发与电离
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