基于二维B-splines方法研究强磁场中类氢离子He+的低能能级

采用改进的二维B-spline方法在柱坐标系下研究了强磁场下类氢离子He^(+)的结构和电子空间几率密度,计算包含三种对称性0^(+)、0^(-)和(^(-)1)^(+)共10个本征态1 0^(+)、2 0^(+)、ν 0^(-)(ν=1~4)和ν(-1)^(+)(ν=1~4)的能级,选定磁感应强度分别为0、0.001、0.003、0.005、0.007、0.010、0.030、0.050、0.070、0.100、0.200、0.300、0.500、0.700和1.000 a.u.。计算结果表明,类氢离子He^(+)的能级在强磁场中发生劈裂,简并度消除,得到了各个能级随磁感应强度变化规律,并且发现随着磁感应强度的增加能级高低会改变,甚至会发生能级翻转现象;定量地研究了类氢离子He^(+)的基态1 0^(+)和激发态3 0^(-)几率密度分布随磁感应强度的变化规律,并与氢原子进行比较。本研究部分计算结果与他人研究结果十分吻合,有助于进一步理解其他复杂原子的电子运动行为。

快速α粒子与类氢离子He￣+、Li￣(2+)碰撞中电子俘获到激发态的研究

基于ＯＢＫ近似得到的快速α粒子与Ｈｅ＋和Ｌｉ２＋离子碰撞中，电子俘获到激发态与基态的分截面比值及ＣＤＷ方法得到的电子俘获到基态的截面，计算了这两种碰撞中电子俘获到激发态的分截面和电子俘获的总截面，并对所得的结果进行了讨论．

类氢离子电离能的相对论性计算

给出了以相对论动力学方程取代牛顿力学方程而形成的相对论性玻尔类氢离子理论,在此基础上给出了类氢离子电离能的相对论性计算公式,对实验上已观测到的36个类氢离子的电离能进行了具体计算,计算结果与实验值的误差远小于玻尔理论或量子力学理论的误差.

类氢离子在强激光场中产生的阿秒脉冲

利用数值方法求解一维模型氢原子和类氢离子在强激光场中的含时薛定谔方程,研究了由它们产生的高次谐波谱构造的阿秒脉冲规律.研究结果表明,对于高电荷离子而言,由于高次谐波平台的显著展宽,使得构造的相应阿秒脉冲的宽度大幅度缩短,从而可以得到脉宽低于50阿秒的超短脉冲.

相邻类氢离子电离能关系的研究

根据类氢离子电离能的实验值和相邻元素电离能的相关约束方程,定量地建立了各元素类氢离子电离能与核电荷数的较为精确的递推关系。其推算结果与实验值的相对误差小于0.001%,与相对论自洽场方法计算的结果相比,其相对误差也小于0.001%。

类氢离子的新势函数模型

给出了类氢离子的一个新势函数，该势函数包含了离子电离度效应，求出了相应的离子能级与波函数．用该理论研究了高离化态的类氢氟离子和类氢氖离子的部分激发光谱，计算结果与实验结果吻合很好。

类氢离子电子碰撞电离截面的扭曲波计算

在扭曲波库仑玻恩交换似近下用编制的计算程序计算了类氢离子Ｈｅ，Ｃ，Ｎｅ，Ｓｉ，Ｃａ，Ｆｅ的电子碰撞电离截面，并将结果与Ｙｏｕｎｇｅｒ的扭曲波结果作了比较。在２％以内本文的结果与Ｙｏｕｎｇｅｒ的结果一致。

高温高密类氢离子线辐射线形及其输运

本文用Hooper一阶理论计算多组分等离子体的微观静电场几率分布,从而分析了各离化度离子的丰度分布对微观静电场几率分布和类氢离子(n→1)Lyman线形的影响。在得到光学薄Lyman线形的基础上,我们用S_n方法模拟计算了类氢氖离子的Lymanβ线形在球形等离子体中由于输运过程而引起的不透明度加宽,计算结果表明,Lymanβ线形分裂双峰的间距Aω_m几乎与光学深度无关。因此,该双峰间距可较方便地用于聚变等离子体密度的时空分辨诊断。

类氢离子振子强度的实用计算式

借助因式化方法和升降算符的性质,导出了一个仅用两个主量子数n和n′表示的与n→n′跃迁相对应的类氢离子振子强度的实用计算式,具体计算了氢原子中部分跃迁(n=2-30,n′=1-7)的振子强度,与文献中列出的有关数据进行了比较,由两者的一致性验证了这一新公式的正确性.

用MATLAB语言解氢原子与类氢离子的定态薛定谔方程

文中探讨了用ＭＡＴＬＡＢ语言解氢原子与类氢离子的定态薛定谔方程，给出了方程的全部实数解，也列出了实用氢原子与类氢离子的定态薛定谔方程解的ＭＡＴＬＡＢ程序。

氢及类氢离子光谱精细结构理论计算的改进

原子光谱数据是研究原子结构的重要参数,氢及类氢离子是原子物理和量子力学研究的理想体系.通过对氢及类氢离子光谱精细结构数据的研究发现,需要对Dirac提出的有关理论公式进行改进.本文在考虑了电子的自旋角动量与轨道角动量的耦合作用后,通过对Bohr理论中的电子运动角动量的修改,推导出单电子体系的电子速度公式,结合对Schr dinger的原子轨道能级表达式相对论效应修正,从而得出本文的氢及类氢离子光谱精细结构值的理论计算公式,应用此改进公式,所得的计算值与实验观测值符合得很好,计算结果也反映了氢及类氢离子光谱精细结构数据变化的规律性.

电离度效应对高电离态类氢离子平均寿命的影响

利用类氢离子新势函数模型 ,研究了电离度效应对高电离态类氢离子平均寿命的影响 ,计算了类氢Kr+3 5离子 2 p - 8p态的平均寿命。发现电离度效应使类氢O+7—Pm+60 离子各态的平均寿命相对减少0 .2 6 %～ 9.4 1%。结果对估价高电离态原子光谱和寿命的测量值有一定影响 。

类氢离子Mg^(11+),Al^(12+)光谱参数的理论计算及在温度诊断中的应用

采用“多功能相对论原子结构计算程序”GRASP2 (1 992 ) ,分别计算了类氢离子 Mg11+ ,Al12 + 能级之间电偶跃迁 (E1 )的波长、几率和振子强度 ,其中跃迁波长值与实验值相吻合。充分利用计算结果 ,采用等电子线率法对文献 [4 ]的谱线强度比测温实验进行理论上的探讨 ,即利用原子序数相差不大 (ΔZ=1 ,2 )的两种示踪原子相同离化态的同种跃迁谱线进行电子温度诊断 。

类氢离子能级和光谱的精细结构

运用玻尔理论,使用受力分析的方法,考虑库仑相互作用和自旋轨道相互作用以及相对论效应,根据已知的实验数据,对类氢离子的五个线系相关的能级和光谱进行理论分析和数值计算。具体计算了氦离子能级和光谱的有关数据,并进行列表、画图和讨论。最后对类氢离子的能级和光谱精细结构的特点和规律进行了总结。

通过拟合相对论量子数亏损计算较高Z元素类氢离子的电离能

依据离子能级的单通道相对论量子亏损理论,给出了类氢离子相对论电离能的一种表达式.根据原子序数1至20的元素类氢离子电离能的实验数据,考虑到核体积与核质量修正,对相对论电离能表达式中的量子数亏损进行拟合,根据拟合结果计算的电离能理论值在实验误差范围与实验值完全相符.计算了原子序数21至55的类氢离子的电离能,并与其他方法的计算结果进行了对比分析.

类氢离子电离能相对论性计算的改进

在考虑了核运动的情况下,给出了以相对论动力学方程为基础的类氢离子电离能的计算公式,对实验上已观测到的37个类氢离子的电离能进行了计算,结果与实验值的误差远小于玻尔理论或量子力学理论的误差,并优于文献中的计算结果。

电离度效应对重类氢离子跃迁概率的影响

在高电离态类氢离子的新势函数模型下 ,电子近核区域运动的相对论效应、有限核效应、量子电动力学 (QED)等效应已被电离度效应所取代 .利用包含电离度效应的类氢离子波函数 ,系统研究了电离度效应对重类氢离子电偶极跃迁概率的影响 .发现电离度效应使类氢He+ 9至Pm+ 60 离子的跃迁概率相对增加 3 .5 5 %—1 0 .3 8% .

类氢离子电离能的相关性与电离度关系

根据类氢离子电离能的实验值和相邻元素电离能的相关性方程，定量地给出了电离度效应对相关性方程的影响．建立了各元素类氢离子电离能间的较精确的递推关系．推算结果与实验值的相对误差小于０．０１％ ，与相对论自洽场方法计算结果的相对误差也小于０．０１％ ．

氢原子和类氢离子的等式型径向动量-位置不确定关系

用算符理论推出了氢原子和类氢离子的等式型径向动量-位置不确定关系.发现此关系式与主量子数和角量子数有关,而与核电荷数以及折合质量无关.

Stark效应诱导的类氢离子2s_(1/2)-1s_(1/2)跃迁几率的理论研究

基于微扰理论研究了静电场Stark效应诱导的类氢离子2s_(1/2)-1s_(1/2)跃迁,给出了Z=1-92类氢离子的Stark混合系数和2s_(1/2)-1s_(1/2)跃迁几率,讨论了Stark效应诱导的类氢离子2s_(1/2)-1s_(1/2)跃迁几率随原子序数的变化规律以及相对论效应对Stark混合系数和诱导跃迁几率的影响.结果表明,给定电场强度时,类氢离子的Stark诱导跃迁几率随着原子序数Z的增大单调减小.另外,相对论效应使得类氢离子的Stark诱导跃迁几率减小,甚至在Z=92时会减小到非相对论近似的55%.