高电荷态离子电子碰撞动力学过程中辐射极化特性的理论研究

摘要

高电荷态原子在各种等离子体环境的许多碰撞和辐射过程中都起着非常重要的作用。有关该领域的学科——高电荷态原子物理，一直是现代原子物理学中最活跃也是最有趣的领域之一。高电荷态原子的辐射谱中包含着反映等离子体信息的大量参数，而谱线的极化特性是其中之一。本文利用基于多组态Dirac-Fock（MCDF）方法及其相应程序包GRASP92和RATIP发展的研究电子碰撞激发和双电子复合过程的全相对论计算程序REIE06和REDR05，对高电荷态原子在电子碰撞过程（电子碰撞激发和双电子复合）中产生的辐射跃迁谱线的极化特性进行了系统的理论研究。这将为谱线形成机制的辨认和各种等离子体环境的诊断提供重要的理论依据。
　　本论文中，第一章简要地介绍了该工作所涉及的基本概念和研究背景。第二章详细介绍了本论文中用到的MCDF方法、电子碰撞激发和双电子复合理论。第三章中，我们利用全相对论扭曲波（RDW）程序REIE06，系统地研究了Breit相互作用对由内壳层电子碰撞激发过程形成的高电荷态类铍Mo38+，I49+，Nd56+，Ho63+，W70+，Bi79+和U88+离子电偶极辐射跃迁谱线1s2s22p1/2J=1→1s22s2J=0的极化特性的影响，发现Breit相互作用使得这些谱线的线性极化度减少，并且随着入射电子能量的增加，这种改变更加显著，对于给定的入射电子能量，不包含Breit相互作用的谱线极化度随着原子序数的增加非常缓慢地增加，而Breit相互作用使得谱线极化度随着原子序数的增加迅速地减小。本文的第四章，利用研究电子碰撞激发和双电子复合过程的全相对论计算程序REIE06和REDR05，研究了类Cu到类Se金离子由电子碰撞激发和双电子复合过程形成的辐射跃迁谱线5f→3d的线性极化特性，我们发现由这两种机制形成的同一条谱线的线性极化特性非常不同，因此谱线的极化特性可以用来辨认谱线的形成机制。第五章给出了本论文工作的总结与展望。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪 论

1.1 引言

1.2 高电荷态原子物理简介

1.3 与高电荷态原子相关的原子过程

1.4 电子碰撞激发过程

1.5 双电子复合过程

1.6本文的研究方法

1.7 本文的基本结构

参考文献

第二章 理论方法

2.1 原子结构基本理论

2.2 多组态Dirac-Fock方法

2.3 多组态Dirac-Fock方法的修正

2.4 电子碰撞激发的理论方法

2.5 双电子复合的理论方法

2.6 小结

参考文献

第三章 Breit效应对类Be离子EIE形成谱线极化度的影响

3.1 引言

3.2 线性极化度的计算

3.3 靶态波函数的描述

3.4 Breit相互作用对类铍离子激发能的影响

3.5 Breit相互作用对类铍离子碰撞激发总截面和磁能级截面的影响

3.6 Breit相互作用对线性极化度的影响

3.7 小结

参考文献

第四章 类Cu到类Se金离子EIE和DR中谱线的极化度

4.1 引言

4.2 线性极化度的计算

4.3 类Cu到类Se金离子3d-5f激发能的比较

4.4 类Cu金离子3d-5f碰撞激发截面的比较

4.5 类Cu到类Se金离子的3d-5f电子碰撞激发截面

4.6 EIE过程形成的类Cu到类Se金离子谱线3d-5f的极化度

4.7 DR过程形成的类Zn到类Se金离子谱线3d-5f的极化度

4.8 小结

参考文献

第五章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

致谢

附 录 攻读硕士学位期间的主要工作