Sc～（18+）离子的能级结构和振子强度的理论研究

论文摘要

本文首先简要介绍了原子分子物理学的发展概况,评述了其学科地位及目前主要的研究内容和发展方向。在对原子结构理论的研究方法进行总结后,阐明了高激发和高离化原子体系已成为原子物理的重要研究领域。然后介绍了在处理类锂离子体系问题上采用的主要方法及其取得的成果。详细评述了全实加关联（FCPC）方法的主要思想和重要成就,并将该理论方法拓展应用于核电荷数较高的类锂离子体系。具体计算了Sc18+ 离子的1s2ns、1s2np 和1s2nd（n ≤9）态的电离能和激发能。非相对论能量及波函数用Rayleigh-Ritz 变分法确定;相对论修正和质量极化效应用微扰论计算;量子电动力学（QED）效应用有效核电荷方法计算;为了得到高精度的理论结果,还考虑了离子实修正和高角动量分波对能量的贡献。并且通过计算自旋-轨道相互作用以及自旋-其他轨道相互作用算符的期待值得到能级的精细结构劈裂。在用FCPC 方法得到的Sc18+ 离子激发态能量的基础上,根据单通道量子亏损理论确定了三个Rydberg 系列的量子亏损。用这些量子数亏损作为输入,利用半经验方法很好地重复了上述激发态能量的FCPC计算结果。最后用FCPC 方法得到的波函数和跃迁能计算了各种偶极跃迁在三种规范下的振子强度,并与量子亏损理论结合获得从某一初态到相应Rydberg 系列所有激发态（包括连续态）的偶极跃迁振子强度和振子强度密度,从而实现了对该离子偶极跃迁性质的全能域研究。

论文目录

• 中文摘要
• 1 引言
• 1.1 原子与分子物理学发展概况
• 1.2 原子分子物理学的基本问题——原子结构理论
• 1.2.1 原子结构理论方法回顾
• 1.2.2 原子结构研究的新领域
• 1.3 最简单三电子体系——类锂离子体系
• 1.3.1 类锂离子体系的处理方法及取得的成果
• 1.3.2 类锂离子体系的研究进展及本文工作简介
• 2 FCPC理论概述
• 2.1 FCPC 方法的基本思想
• 2.2 类锂体系的 Htamiltonian 算符
• 2.3 类锂体系 F C P C 波函数
• 2.4 FCPC方法中的理论计算
• 18+离子1s²n l （ l = 0 ,1 ,2 ） 态的能级结构'>3 Sc¹⁸⁺离子1s²n l （ l = 0 ,1 ,2 ） 态的能级结构
• <sup>18+离子体系波函数的选取'>3.1 Sc^<sup>18+离子体系波函数的选取
• 3.2 高角动量分波对能量的贡献
• 2nl 态能级结构的计算结果与分析'>3.3 1s²nl 态能级结构的计算结果与分析
• 2nl 态电离能及激发能的计算结果与分析'>3.3 1 1s²nl 态电离能及激发能的计算结果与分析
• 2nl 态精细结构的计算结果与分析'>3.3 2 1s²nl 态精细结构的计算结果与分析
• <sup>18+离子的量子亏损理论研究'>4 Sc^<sup>18+离子的量子亏损理论研究
• 4.1 Rydberg 系列的量子亏损
• 4.2 单通道量子亏损理论
• 18+离子量子亏损理论结果与分析'>4.3 Sc¹⁸⁺离子量子亏损理论结果与分析
• 18+离子振子强度的理论研究'>5 Sc¹⁸⁺离子振子强度的理论研究
• 5.1 谱线强度与振子强度
• 5.2 振子强度的理论公式
• 5.3 振子强度理论计算结果与分析
• 5.4 高激发态的振子强度和连续态的振子强度密度
• 6 结论与展望
• 英文摘要
• 参考文献
• 致谢
• 学位论文独创性声明
• 学位论文版权的使用授权书