光致离解和光电离过程中的物理特性分析

摘要

量子力学由于能够解释物质所有的化学性质和其他各种性质而获得极大的成功。但关于光和物质的相互作用还是存在问题。在1929年，一种新的理论一关于光和物质相互作用的量子理论终于诞生了。这使得光与物质的相互作用成为人们关注的焦点。本文主要研究光与物质相互作用过程中光碎片角动量的极化(取向和排列)及光电离过程中的电离相干。研究了在轴反冲限制下，对各种不同的偏振光(线偏振光，圆偏振光，非偏振光)离解后角动量极化的结果。当光与原子相互作用发生电离时，产生的电离波会发生相干现象。本文运用分波展开法，通过电离态上的粒子布居研究了电离相干现象，同时考虑到精细结构中分裂能级间的相互作用，用nπ(n为整数或半整数)脉冲，进一步阐明了电离现象。 第一部分：主要研究在轴反冲近似情况下，光与物质相互作用，不同的偏振光入射后，离解碎片的角动量极化。 本文详细讨论了不同螺旋量子数(在反冲方向k上角动量j的投影Ω)的分离能级被相干激发的情况。正如我们所期待的，矢量相关作为碎片反冲方向七的函数提供了很多从标量性质中很难提取到的重要信息。可以直接讨论光离解过程中的激发矩阵和态多极，计算出光离解的微分横截面和碎片的角动量极矩。 第二部分：利用分波展开法通过电离态上的粒子布居研究电离相干现象。 本文提出了通过把连续的电离波展开为分波的方法，找到了电离态上的相干现象。由于外场作用，原子中精细结构中的两分裂能级会发生能级间的耦合作用，同时由此分裂能级产生的两通道电离会发生相干。通过改变通道间的相位等因数，会影响电离态的粒子布居，利用这种方法可以研究双通道电离间的相互作用。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章引言

1.1研究现状和进展

1.2本论文的工作

第二章角动量和波函数

2.1角动量算符

2.2本征值和角动量算符的矩阵元

2.3角动量波函数

2.4角动量耦合

2.4.1 Clebsch-Gordan系数

2.4.2 Clebsch-Gordan系数和3-j符号的对称性和数值表示

2.4.3 Clebsch-Gordan系数和3-j符号的几何解释

第三章转动算符及张量算符

3.1转动矩阵与转动算符

3.1.1旋转算符的定义

3.1.2 dJM'M(θ)的性质

3.2球张量算符

3.2.1球张量算符的定义

3.2.2 Wigner-Eckart理论

3.2.3球张量积

3.2.4张量积矩阵元

第四章取向和排列

第五章光致离解过程中的矢量性质

5.1与角分布相关的激发矩阵和量子态的多极矩

5.2微分横截面和碎片角动量的极化

5.2.1微分横截面

5.2.2解离分子的取向

5.2.3解离分子的排列

5.3总结

第六章双光子共振三光子电离中能级间的耦合对电离的影响

6.1引言

6.2基本方法和运动方程

6.3数值分析

6.3.1随着电离场的作用，粒子布居在各态上的变化

6.3.2跃迁偶极距对电离态粒子布居的影响

6.3.3电离场的延时带来相位变化ψ=ωτ所产生的影响

6.3.4电离态上的粒子布居随延迟时间的变化

6.4理论分析

6.5总结

参考文献

附录

致谢

攻读硕士学位期间的主要研究成果