天体光谱中几种重要原子离子的能级自然辐射寿命的测量

论文摘要

在天体物理中,天体化学元素丰度的分析是研究星系化学演化、验证元素核合成理论和确定行星系统形成条件的重要途径。结合天文望远镜观测到的天体光谱中元素谱线的宽度、相对强度及振子强度能确定该元素在该星体中的元素丰度。目前,将辐射寿命与分支比数据相结合是实验确定振子强度的最准确方法之一,所以在天体物理研究领域,原子离子的能级自然辐射寿命的测量研究具有重要意义。第五、六周期元素是化学特殊星（CP星）、炽热恒星等天体中元素丰度较大的一类元素。鉴于此,我们对其中的锡、钡、钐和铕四种元素原子和离子的能级辐射寿命进行了系统的测量研究。本论文采用的实验方法是时间分辨激光诱导荧光光谱技术,激发方案采用的是一步激发方案。利用一步激发方案和激光诱导等离子体产生原子和离子的方法,对锡原子38个位于43682.737到56838.68 cm-1之间的属于5pnd（n=5-8）,5pns（n=7,9和10）和5s5p3组态的奇宇称能级的自然辐射寿命进行了测量,其中28个能级的结果是文献中未见报道的。此外,测量了钡原子的70个位于30815.512到41759.93 cm-1之间的奇宇称能级的自然辐射寿命,其中66个能级的寿命结果是文献中未见报道的；还测量了钐原子的143个位于18985.70到34723.16 cm-1之间的奇宇称能级的自然辐射寿命,其中137个寿命结果是文献中未见报道的；另外还测量了53个一价钐离子奇宇称能级的自然辐射寿命,其中31个寿命结果是文献中未见报道的。在所研究的钐离子能级中,7个能级位于35000 cm-1以上,而此能级范围内钐离子能级寿命的测量工作很少。最后,我们还测量了铕原子偶宇称高激发态186个能级和奇宇称高激发态9个能级的自然辐射寿命,其中180个寿命结果是文献中未见报道的；同时也测量了铕离子偶宇称高激发态11个能级的寿命,其中8个寿命结果是文献中未见报道的。总之,本论文较系统地测量了天体光谱分析所需的一些重要元素原子和离子自然辐射寿命。这些测量研究结果不仅为原子结构理论的发展和天体光谱分析提供了一批新的原子数据,而且对等离子体物理、激光物理和热核反应等方面的研究和应用也具有重要的参考价值。

论文目录

• 提要
• 第一章 绪论
• 参考文献
• 第二章 实验测量原理和方法
• 2.1 时间分辨荧光光谱技术测量能级寿命的方法和原理
• 2.2 寿命的实验测量方法
• 2.3 高激发态能级的激发方法
• 2.4 原子和离子源的获得
• 2.5 大范围可调谐激光的获得
• 2.6 测量误差分析
• 2.7 寿命和误差的确定
• 2.8 主要实验仪器简介
• 参考文献
• 第三章 锡原子奇宇称能级自然辐射寿命
• 3.1 引言
• 3.2 测量结果与讨论
• 3.3 小结
• 参考文献
• 第四章 钡原子奇宇称能级自然辐射寿命
• 4.1 引言
• 4.2 测量结果与讨论
• 4.3 小结
• 参考文献
• 第五章 钐原子和一价钐离子奇宇称能级自然辐射寿命
• 5.1 引言
• 5.2 钐原子奇宇称能级寿命
• 5.3 一价钐离子奇宇称能级寿命
• 5.4 小结
• 参考文献
• 第六章 铕原子和一价铕离子能级自然辐射寿命
• 6.1 引言
• 6.2 测量结果与讨论
• 6.3 小结
• 参考文献
• 第七章 总结与展望
• 中文摘要
• Abstract
• 作者在研究生期间发表论文情况
• 致谢