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负离子碰撞脱附研究和EBIT光谱学及QED研究

2020-11-28阅读(644)

负离子碰撞脱附研究和EBIT光谱学及QED研究

论文摘要

负离子与原子碰撞的单电子脱附过程是普遍存在于等离子体物理、天体物理、电离层物理学中的重要过程。实验和理论的研究有助于加深我们对于离子与原子作用过程以及负离子结构的认识。因此,这一课题在过去的数十年里得到广泛的研究。本工作采用了增长率方法系统地测量了5-30keV能量范围内,铜负离子与氦、氖、氩、氮;氢、碳、氯(同位素35Cl-,38Cl-)、银、铁、铬负离子同氦碰撞的单电子脱附截面;以及银、铁、铬、钛负离子同氮碰撞的单电子脱附截面。我们对实验结果进行了定性的分析,包括铜负离子与不同惰性气体的单电子脱附截面以及不同负离子与同一种惰性气体的单电子脱附截面。从经典的角度来看,负离子与气体原子分子碰撞的单电子脱附截面的大小同一系列的负离子以及靶气体的经典参数有关。本工作的另一部分是基于EBIT的光谱研究以及QED研究。EBIT作为一种研究高电荷态离子的有力工具,这些年被广泛的应用。本工作完成了对可见光谱仪的建设和调试,利用可见光谱仪测定了电子束的半径。对于高电荷态的离子,QED效应是不可忽略的。本工作计算了电子与类氢的铀离子碰撞截面随能量的变化,研究了在共振能量附近,DR和RR过程的干涉。

论文目录

  • Abstract
  • 摘要
  • 第一部分 负离子脱附的研究
  • 第一章 引言
  • 1.1 概论
  • 1.2 国内外研究现状
  • 1.3 负离子的特点
  • 1.4 负离子的产生过程
  • 1.5 国外目前采用的几种相关实验方法
  • 1.6 本工作研究内容
  • 第二章 实验原理及实验装置
  • 2.1 增长率方法的测量原理
  • 2.2 实验装置
  • 2.2.1 实验装置的物理原理与设计
  • 2.2.2 铯溅射负离子源
  • 2.2.3 同位素分离器
  • 2.2.4 真空系统
  • 2.2.5 气室与供气系统
  • 2.2.6 探测系统
  • 2.2.7 数据获取系统
  • 2.2.8 探测系统及数据获取系统的调试
  • 第三章 实验测量结果及数据处理
  • 3.1 数据处理方法
  • 3.1.1 线性拟合增长率曲线的截面计算方法
  • 3.1.2 误差处理方法
  • 3.2 实验结果
  • 3.2.1 增长率曲线
  • -离子与氦碰撞的实验结果'>3.2.2 Cu-离子与氦碰撞的实验结果
  • -离子与氦碰撞的实验结果'>3.2.3 Ag-离子与氦碰撞的实验结果
  • -离子与氦碰撞的实验结果'>3.2.4 C-离子与氦碰撞的实验结果
  • -离子与氦碰撞的实验结果'>3.2.5 Cl-离子与氦碰撞的实验结果
  • -离子与氦碰撞的实验结果'>3.2.6 H-离子与氦碰撞的实验结果
  • -,Cr-与氦碰撞的实验结果'>3.2.7 Fe-,Cr-与氦碰撞的实验结果
  • -和氮碰撞的实验结果'>3.2.8 Cu-和氮碰撞的实验结果
  • -和氮碰撞的实验结果'>3.2.9 Ag-和氮碰撞的实验结果
  • -负离子与氮碰撞的实验结果'>3.2.10 Fe-负离子与氮碰撞的实验结果
  • -负离子与氮碰撞的实验结果'>3.2.11 Cr-负离子与氮碰撞的实验结果
  • -负离子与氮碰撞的实验结果'>3.2.12 Ti-负离子与氮碰撞的实验结果
  • 第四章 讨论
  • 第一部分 工作小结
  • 第二部分 EBIT光谱学及QED研究
  • 第五章 EBIT简介及可见光谱学的研究
  • 5.1 EBIT简介
  • 5.1.1 EBIT结构及工作原理
  • 5.1.2 EBIT的国际现状
  • 5.1.3 EBIT上能开展的物理工作
  • 5.2 开展基于EBIT可见光谱研究的意义
  • 5.3 可见光探测设备的介绍
  • 5.3.1 Mcpherson谱仪的原理,安装与调试
  • 5.3.2 光电倍增管（PMT）
  • 5.3.3 CCD（电荷耦合探测器）
  • 5.4 EBIT电子束半径的可见光测量
  • 第六章 QED理论用于类氢铀离子与电子碰撞截面的计算
  • 6.1 QED理论简介
  • 6.1.1 概述
  • 6.1.2 理论的引入
  • 6.1.3 从S矩阵到Feyman图
  • 6.2 QED理论用于类氢铀离子与电子碰撞截面的计算
  • 6.2.1 基本过程的描述
  • 6.2.2 费曼图的描述与利用S矩阵计算截面
  • 6.2.3 费曼图的分解与一些中间结果
  • 6.2.4 截面的计算结果
  • 第二部分 工作小结
  • 附录A 单电子原子的Dirac方程Bspline计算程序
  • 附录B 外场作用下连续态波函数解析形式的程序
  • 1P1(2P3/2,1S1/2)→1S0(1S1/2,1S1/2)（Z=92）跃迁几率的计算程序'>附录C1P1(2P3/2,1S1/2)→1S0(1S1/2,1S1/2)（Z=92）跃迁几率的计算程序
  • 3S1(1S1/2,2S1/2)（Z=92）能量的计算程序'>附录D3S1(1S1/2,2S1/2)（Z=92）能量的计算程序
  • 参考文献
  • 发表文章
  • 致谢

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