光电离及其逆过程的相对论理论研究

论文摘要

原子物理学是研究原子的基本结构、性质及其相互作用规律的科学,起源于19世纪对太阳光谱和气体放电的研究。经过20世纪30年代的第一个发展高峰期而成为一个独立的物理学分支。 利用Maxwell方程组所满足的规范变换条件,考虑到电场的有源无旋性和磁场的有旋无源性,通过求解自由辐射场方程,说明了辐射场波函数的意义。在求解含时场方程的基础上,可以得到Fermi黄金定择。Fermi黄金定择是量子理论中最重要的结论之一、是原子微观跃迁过程研究的理论基础。当对光电离末态波函数进行能量归一化后,Fermi黄金定择有更为简单的形式。 矩阵元的计算是研究物质与辐射场相互作用的核心,但其一般表达式极其复杂,进一步理论近似后,可使其表达式大为简化,这也是目前对原子与辐射场相互作用过程的一般理论处理方法。 尽可能细致、合理地构建所研究体系的Hamilton量,精确地求解Schr（o|¨）dinger方程（Dirac方程）,是原子分子物理学中最基本任务。对于一个N电子原子,当N>1时,其Schr（o|¨）dinger方程无法严格求解,只有采取确实可行近似的方法才能数值解决。虽然早期的理论方法对研究光电离及其逆过程有很大的成功,但也存在很大的缺陷,不能满足目前原子分子物理学发展的需要。多组态Dirac-Fock（MCDF）方法是基于相对论框架一种理论方法,通过系统地选择组态波函数而较为全面考虑了电子间的相关效应。MCDF方法在过去的二三十年中发展十分迅速,目前能处理较为复杂的原子。 对于光电离及其逆过程的研究大多是通过截面而进行的。这是因为光电离及其逆过程的截面能准确的反映了跃迁特性和快慢程度。 利用细致平衡原理,通过光电离对单电子体系的辐射复合截面进行了研究,对计算结果的分析说明影响单电子体系辐射复合截面的因素主要有主量子数n、角量子数l、原子实以及离子的核电荷数Z等。因为这些量的变化可影响辐射复合后电子离核的平均距离、轨道形状及电子所感受到的有效核电荷等,从而影响核库仑势和波函数,并最终影响到跃迁矩阵元,使辐射复合截面发生或大或小的

论文目录

• 独创性声明
• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 参考文献
• 第二章 实验研究
• 2.1 概述
• 2.2 实验设备及方法
• 2.3 实验和理论研究中的坐标系及其转化
• 2.4 小结
• 参考文献
• 第三章 理论研究
• 3.1 概述
• 3.2 相互作用算符
• 3.3 Fermi黄金定则
• 3.4 光电离截面
• 3.5 光电离截面的相对论理论计算
• 3.6 MCDF理论方法
• 3.7 小结
• 参考文献
• 第四章 计算结果与讨论
• 4.1 计算结果的可靠性比较
• 4.2 RR截面随n的变化
• 4.3 RR截面随角量子数l和总量子数j的变化
• 4.4 原子实对RR截面的影响
• 4.5 Z对RR截面的影响
• 4.6 RR截面中的cooper最小（Cooper minimum）
• 4.7 小结
• 参考文献
• 第五章 总结和展望
• 致谢
• 攻读硕士期间发表的研究论文