氟原子超精细结构光谱研究

氟原子超精细结构光谱研究

论文摘要

卤素原子/分子在物理学、化学、环境科学等领域有重要的应用。卤素原子结构参数可以应用于化学激光器的研究;卤素分子可以用于基本物理常数变化的测量;原子的精细和超精细结构参数也可以用于对原子结构计算模型进行修正。本论文主要研究氟原子超精细能级结构和卤素原子在外磁场中的超精细能级分裂。用工作于800 nm附近的钛宝石激光器作为光源,利用浓度调制光谱技术测量氟原子的超精细结构吸收光谱。瞬态氟原子是通过六氟化硫气体(SF6)和氦气(He)的混合气体(气压比:SF6:He≈1:25)进行辉光放电而产生的。基于34个跃迁谱线得到了氟原子2s22p4(3P)3s、2s22p4(3P)3p和2s22p4(3P)3d三个组态共23个能级的磁偶极超精细结构常数A,包括6个奇能级和17个偶能级。其中,2s22p4(3P)3d组态的15个偶能级的超精细结构常数是首次报道。利用碘蒸气(I2)与氦气(He)的混合气体(气压比:I2:He≈1:25)进行辉光放电,产生瞬态的中性碘原子。研究碘原子的塞曼超精细吸收谱线与磁场的关系。通过计算并结合光谱实验,获得了利用光谱测量朗德g因子的最佳实验条件,同时也探索了利用超精细结构光谱获得原子朗德g因子的光谱分析方法。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  •   1.1 氟原子超精细结构研究背景
  •   1.2 碘原子Zeeman超精细结构研究背景
  •   1.3 本文研究内容概述
  • 第二章 原子精细结构与超精细结构
  •   2.1 精细结构理论
  •   2.2 超精细结构理论
  •   2.3 Zeeman分裂理论
  •     2.3.1 正常Zeeman效应
  •     2.3.2 反常Zeeman效应
  •     2.3.3 有超精细结构时的Zeeman效应
  • 第三章 实验技术与装置
  •   3.1 激光吸收光谱测量技术
  •   3.2 差分检测技术
  •   3.3 速度/浓度调制光谱技术
  •   3.4 光外差探测技术
  •   3.5 氟原子超精细结构实验装置
  • 第四章 氟原子超精细结构研究
  •   4.1 氟原子能级结构
  •   4.2 实验过程
  •   4.3 实验数据处理
  •     4.3.1 实验数据处理步骤
  •     4.3.2 实验数据处理详细过程
  •     4.3.3 数据分析遇到的问题与讨论
  •   4.4 实验结果与讨论
  • 第五章 碘原子Zeeman超精细结构研究
  •   5.1 引言
  •   5.2 原子基本信息
  •   5.3 磁场对原子分裂的影响
  •   5.4 实验过程
  •   5.5 数据处理过程
  •     5.5.1 磁场大小分析
  •     5.5.2 碘原子朗德g因子分析
  •   5.6 实验结果与讨论
  • 第六章 总结与展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 硕士期间发表论文
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 霍肖雪

    导师: 邓伦华

    关键词: 超精细结构,浓度调制,塞曼效应,朗德因子,氟原子,碘原子

    来源: 华东师范大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 物理学

    单位: 华东师范大学

    分类号: O562.3

    总页数: 68

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