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文檔簡介
1、電子與高電荷態(tài)離子的碰撞過程的理論研究(以及這些過程相應(yīng)的截面及速率系數(shù)數(shù)據(jù))是當(dāng)前原子分子物理研究中的一項重要課題,它與X激光、受控核聚變以及天體物理中的等離子體物理過程的研究和診斷密切相關(guān),也與我所正在開展的電子束離子阱(EBIT)實驗工作密切相關(guān)。并且隨著實驗?zāi)芰康奶岣咭约把芯繉ο笙蛑懈遉元素的高電荷態(tài)離子發(fā)展,在理論研究中采用全相對論方法越來越顯示出其必要性。 本工作采用相對論扭曲波近似方法對電子與高電荷態(tài)離子碰撞過程中
2、的直接電離與雙電子復(fù)合兩個重要過程進(jìn)行了理論計算和研究,具體包括: 一、高電荷態(tài)類氫等電子系離子直接電離過程的全相對論系統(tǒng)性的理論研究。①、我們采用相對論扭曲波玻恩交換近似方法計算了Z≤42的10種類氫離子的直接電離截面,與實驗測量結(jié)果及其它相對論理論計算結(jié)果符合得很好。②、對不同Z的離子和不同入射能量下相對論效應(yīng)的貢獻(xiàn)作了分析,并估計了QED效應(yīng)對計算結(jié)果的影響。⑨、給出了高精度的適用于所有中低z類氫離子的直接電離截面經(jīng)驗公式
3、。④、在考慮相對論性的電子麥克斯韋分布的情況下,給出了全相對論的類氫離子直接電離速率系數(shù)經(jīng)驗公式。相比現(xiàn)有的經(jīng)驗公式,我們所給的公式具有范圍廣、精度高、使用方便的特點。 上述工作已在JournalofQuantitativeSpectroscopy&RadiativeTransfer雜志上發(fā)表(見附錄)。 二、類氦等電子系列離子雙電子復(fù)合過程的相對論計算的系統(tǒng)研究。①、我們采用相對論組態(tài)相互作用近似方法系統(tǒng)計算了10≤Z
4、≤54的13個類氦離子的雙電子復(fù)合過程,得到的截面數(shù)據(jù)和速率系數(shù)與已發(fā)表的實驗數(shù)據(jù)及其它理論結(jié)果較一致。②、系統(tǒng)研究和討論了級聯(lián)輻射對DR截面的影響,輻射分支比隨不同DR共振及原子序數(shù)z的變化,以及用于速率系數(shù)外推的n-3。標(biāo)度律的有效性等物理問題。⑨、給出了適用于中低Z類氦離子的雙電子復(fù)合速率系數(shù)經(jīng)驗公式,比其它的經(jīng)驗公式參量更少、精度更高。 上述工作中有關(guān)類氦rr34+離子雙電子復(fù)合過程的計算已在ChinesePhysics
5、雜志上發(fā)表,全部工作的總結(jié)已投稿給JournalofQuantitativeSpectroscopy&RadiativeTransfer(見附錄)。 三、高電荷態(tài)金離子雙電子復(fù)合過程的相對論理論研究。①、我們采用相對論組態(tài)相互作用近似方法計算了類鈷、類鎳和類鋅金離子的雙電子復(fù)合截面和速率系數(shù),其中類鈷和類鋅離子的計算至今未見報道。由于在實驗中已能分辨開來自3d-n′f5/2和3d-n′f7/2兩種躍遷所發(fā)出的譜線,我們也分開計算
6、了經(jīng)過4ln′f5/2和4ln′f7/2兩個中間態(tài)的DR過程。②、對DR的三種輻射退激過程的貢獻(xiàn)作了詳細(xì)的比較和討論,包括一次退激到單激發(fā)態(tài)的過程,一次退激到不可自電離的雙激發(fā)態(tài)的過程,以及經(jīng)過可自電離的雙激發(fā)態(tài)的級聯(lián)輻射完成DR的過程。我們發(fā)現(xiàn),在不同溫度下這三種躍遷的相對比重有很大的變化。③、對組態(tài)平均對速率系數(shù)計算的影響作了詳細(xì)分析,計算表明采用組態(tài)平均近似給低溫下的速率系數(shù)計算帶來很大的誤差,而且對不同的離子偏離細(xì)致能級計算的正
7、負(fù)方向不同。另外對組態(tài)相互作用的影響也作了討論,組態(tài)相互作用會使低溫時的速率系數(shù)有較明顯的改變。 上述工作中有關(guān)類鎳金離子的研究已在ChinesePhysicsLetters雜志上發(fā)表(見附錄)。本文的第一章為引言,簡單介紹了本研究工作的意義、現(xiàn)狀、工作內(nèi)容和完成情況。第二章詳細(xì)介紹直接電離過程的理論計算方法以及類氫離子直接電離的計算結(jié)果和分析討論。第三章詳細(xì)介紹雙電子復(fù)合過程的理論研究框架,以及類氦離子和高電荷態(tài)金離子雙電子復(fù)
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