L壳层高电荷态离子精密原子光谱理论研究

L壳层高电荷态离子精密原子光谱理论研究

论文摘要

精确的原子光谱参数可用于天体等离子体和实验室等离子体中的谱线识别以及等离子体的模拟和诊断,在理论和实验上都有非常重要的研究价值。本文采用多组态Dirca-Fock(MCDF)以及多体微扰理论(MBPT)两种最先进的完全相对论方法对类氮Se XXVIII和类氮Sr ⅩⅩⅩⅫ的能级结构和辐射跃迁特性等原子光谱参数进行了理论计算,建立了高精度的原子光谱参数数据库。本文主要包括:一、类氮Se ⅩⅩⅧ的激发能量、能级寿命、辐射跃迁速率和超精细结构常数等原子光谱参数的理论研究。本工作采用GRASP2K程序包中实现的多组态Dirac-Fock(MCDF)和随后的相对论组态相互作用(RCI)方法以及FAC程序包中实现的多体微扰理论(MBPT)方法对类氮 Se ⅩⅩⅧ 属于 2s22p3,2s2p4,2p5,2s22p231(1=s,p,d),2s2p331(1=s,p,d),2p431(1=s,p,d)和2s22p241(1=s,p,d,f)电子组态最低的3 1 6个精细结构能级进行了高精度的计算。得到了激发能量、能级寿命、超精细结构常数、郎德gJ因子以及这3 16个能级之间的电偶极(E1)、磁偶极(M1)、电四极(E2)、磁四极(M2)跃迁的波长、辐射跃迁速率、谱线强度以及振子强度等完整和一致的原子光谱数据集。并且对当前的两组计算结果与其他可用的实验和理论计算结果进行了对比研究。当前的计算为谱线的识别和建模的目的提供了完整、一致和精确的数据集,也可以被视为其他计算的基准。当前计算得到的数据已经足够准确可以用来识别和区分涉及n=3和n=4能级的发射谱线,也可以用作聚变等离子体的模拟和诊断,当前的数据已经显示出了之前测量的一些类氮Se ⅩⅩⅧ谱线可能受到某些跃迁较大误差的影响,应该被重新测量。二、类氮Sr ⅩⅩⅫ激发能量、能级寿命、辐射跃迁速率和超精细结构常数等原子光谱参数的理论研究。本工作采用GRASP2K程序包中实现的多组态Dirac-Fock(MCDF)和随后的相对论组态相互作用(RCI)方法以及FAC程序包中实现的多体微扰理论(MBPT)方法对类氮Sr ⅩⅩⅫ属于2s22p3,2s2p4,2p5,2s22p231(1=s,p,d),2s2p331(1=s,p,d)和2p431(1=s,p,d)电子组态最低的272个精细结构能级进行了高精度的计算。得到了激发能量、能级寿命、超精细结构常数、郎德gJ因子以及这272能级之间的电偶极(E1)、磁偶极(M1)、电四极(E2)、磁四极(M2)跃迁的波长、辐射跃迁速率、谱线强度以及振子强度等完整和一致的原子光谱数据集。并且对当前的两组计算结果与其他可用的理论计算结果进行了对比研究。当前的计算为谱线的识别和建模的目的提供了完整、一致和精确的数据集,也可以被视为其他计算的基准。当前计算得到的数据已经足够准确可以用来识别和区分涉及n=3能级的发射谱线,也可以用作聚变等离子体的模拟和诊断。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  •   1.1 引言
  •   1.2 原子光谱研究的目的与意义
  •   1.3 国内外研究现状
  •   1.4 本论文研究思路与方法
  •   1.5 本论文的主要研究内容以及创新点
  •     1.5.1 本论文的主要研究内容
  •     1.5.2 本文创新点
  • 第二章 理论方法
  •   2.1 原子结构理论
  •   2.2 多组态Dirac-Fock方法
  •   2.3 相对论组态相互作用方法
  •   2.4 相对论多体微扰理论方法
  •   2.5 相对论效应修正
  •     2.5.1 Breit相互作用
  •     2.5.2 QED效应
  •   2.6 辐射跃迁参数
  •   2.7 能级寿命
  •   2.8 超精细结构
  •   2.9 小结
  • 第三章 类氮Se ⅩⅩⅧ能级、辐射特性的研究
  •   3.1 引言
  •   3.2 计算方法
  •     3.2.1 多组态Dirac-Fock方法
  •     3.2.2 多体微扰理论方法
  •   3.3 结果与讨论
  •     3.3.1 激发能量和波长
  •     3.3.2 辐射跃迁速率
  •     3.3.3 能级寿命,超精细结构常数和郎德gJ因子
  •   3.4 小结
  • 第四章 类氮Sr ⅩⅩⅫ能级、辐射特性的研究
  •   4.1 引言
  •   4.2 计算方法
  •     4.2.1 多组态Dirac-Fock方法
  •     4.2.2 多体微扰理论方法
  •   4.3 结果与讨论
  •     4.3.1 激发能量
  •     4.3.2 辐射跃迁速率
  •     4.3.3 能级寿命,超精细结构常数和郎德gJ因子
  •   4.4 小结
  • 第五章 结束语
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读学位期间取得的研究成果
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 王羽

    导师: 赵晓辉,王凯

    关键词: 类氮,多组态方法,多体微扰理论方法

    来源: 河北大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 物理学

    单位: 河北大学

    分类号: O562.3

    总页数: 66

    文件大小: 2135K

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