强磁场中氢原子的能级和波函数的研究

论文摘要

天体物理学家在白矮星和中子星表面发现强磁场这一重大发现激发了许多对强磁场中原子与分子性质的研究,这在天文学中具有很重要的意义,推动了天体物理的发展。研究强磁场中原子与分子性质的方法主要有:变分法、绝热近似、分子轨道方法、Monte Carlo方法等。本文通过绝热近似和绝热变分近似两种方法首先计算出了强磁场（β=1～2000,即Β=105-108T）下的基态和激发态（0,m,ν）（ m =0, -3,ν=0,1）的4个能级,由于可采用柱坐标计算,所以我们可以对波函数在z方向和ρ方向作图讨论,发现z方向的波函数变化比较大,而ρ方向的波函数的差别很小,最后同其他人的计算结果进行了比较。其次,本文还介绍了强磁场中的量子蒙特卡罗方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 对强磁场中原子与分子能级研究的促动因素和研究意义
• 1.1.1 天体物理学促动因素
• 1.1.2 实验物理学促动因素
• 1.2 对强磁场中原子与分子能级研究的方法及研究现状
• 1.2.1 对强磁场中原子的研究
• 1.2.2 对强磁场中分子的研究
• 1.2.3 对中强磁场的研究
• 1.3 本文研究的内容
• 第二章 强磁场中原子与分子能级研究的理论基础
• 2.1 朗道能级基础
• 2.2 强磁场中的原子
• 2.2.1 氢原子
• 2.2.2 重类氢离子
• 2.2.3 重原子
• 2.2.4 质心运动效应
• 第三章 理论推导
• 3.1 绝热近似概述
• 3.2 理论基础
• 3.2.1 强磁场作用下氢原子哈密顿的分解
• 3.2.2 绝热近似方法
• 3.2.3 绝热变分近似方法
• 第四章 氢原子能级计算及结果
• 第五章 用量子蒙特卡洛方法研究强磁场中氢原子的能级
• 5.1 量子力学中的蒙特卡罗方法
• 5.1.1 蒙特卡罗方法的基础知识
• 5.1.2 在量子力学中的蒙特卡罗方法
• 5.2 扩散蒙特卡罗方法
• 5.2.1 方法理论基础
• 5.2.2 扩散蒙特卡罗方法
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果
• 致谢