Ga28+离子激发态1s2nl(l=d,f)的能级结构和光谱特性

摘要

近年来，高离化原子光谱在很多领域都有重要的应用价值，高核电荷数的高离化原子的能级结构和光谱特性越来越受重视。本文首先简单的叙述了原子与分子物理的发展概况和地位作用，以及Ga元素的特性，其次说明了高电荷离子的定义，应用以及电子束离子阱(EBIT)的背景。最后在此基础上，本文以FCPC方法为依托，具体计算了类锂Ga28+离子1s2nl(l=d，f；n≤9)Rydberg序列的能级结构(包括电离能，激发能，跃迁能和精细结构等)。用变分法计算了Ga28+离子1s2nd和1s2nf态的非相对论能量，还包括离子实修正和高阶角动量修正。在计算相对论和质量极化效应对体系能量的一级修正的基础上，利用有效核电荷数的方法估算了高阶相对论修正和QED修正的贡献。在计算类锂Ga28+离子1s2nd和1s2nf态的能级精细结构时，同时考虑了自旋-轨道相互作用和自旋-其他轨道相互作用，QED修正和高阶相对论效应贡献的影响，其计算结果和实验数据符合的很好。在裸核能量零点的基础上，本文计算出Ga28+离子1s2nd和1s2nf各态的能量，从而算出了电离能，跃迁能和波长。还计算了Ga28+离子的量子亏损，计算结果得出，同一Rydberg序列，量子亏损随主量子数N的增大而增大，逐渐趋于常数。根据构建好的波函数，本文还计算了在长度、速度、和加速度规范下的振子强度，由于在长度的规范下，振子强度对大r区域的波函数行为比较敏感，在速度规范下，振子强度对中r区域的波函数行为比较敏感，而在加速度规范下，振子强度对近核区的波函数行为比较敏感，所以我们可以根据这三种振子强度的差别来判断波函数的精确程度。最后结合量子亏损理论，将振子强度理论由较低能域扩展到从高激发态到连续态的整个领域。

目录

文摘

英文文摘

1 引言

1.1 原子物理发展的概况

1.2 高电荷离子的定义及应用

1.3 电子束离子阱(EBIT)的背景

1.4 Ga元素的特性

1 理论方法

2.1 本文工作简介及方法介绍

2.1.1 本文工作简介

2.1.2 FCPC方法介绍及优势

2.2 类锂离子体系的波函数

2.3 类锂体系的能级结构

2.3.1 非相对论能量

2.4 类锂体系的能量修正

2.4.1 类锂体系的一级微扰

2.4.2 类锂体系的量子电动力学(QED)修正

2.4.3 类锂体系的高阶相对论修正

2.5 类锂体系的跃迁能和波长

2.6 类锂体系的精细结构

2.7 类锂体系的量子亏损

2.7.1 量子亏损理论(QET)简介

2.7.2 单通道量子亏损理论

2.8 类锂体系的振子强度

2.8.1 振子强度理论概述

2.8.2 类锂体系的振子强度的概述

3.类锂Ga28+离子1s2nl(l=d，f；n≤9)态的计算结果与讨论

3.1 Ga28+离子能级结构的计算结果与讨论

3.1.1 类锂Ga28+离子1s2nl(l=d，f)体系各分波非相对论能量及各态波函数收敛

3.1.2 非相对论能量(包含core.corr和higher 1.corr)结果与讨论

3.1.3 总能量结果与讨论

3.1.4 电离能、激发能的结果与分析

3.1.5 跃迁能和波长的结果与讨论

3.1.6 精细结构劈裂的计算结果分析

3.2 Ga38+离子量子亏损计算结果分析

3.2.1 量子数亏损及其能量展开系数结果与讨论

3.2.2 本文FCPC计算方法与半经验方法的比较

3.3 Ga28+振子强度结果与讨论

3.3.1 振子强度的分析

3.3.2 振子强度外推的分析

结果与创新

参考文献

攻读硕士论文期间发表论文情况

致谢