2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、分子反應(yīng)動力學(xué)(Molecular Reaction Dynamics)是前沿的化學(xué)物理研究領(lǐng)域。它應(yīng)用了先進(jìn)的現(xiàn)代物理化學(xué)分析方法,是從原子、分子層次出發(fā)研究不同狀態(tài)下和不同分子體系中單分子的基元化學(xué)反應(yīng)的微觀動態(tài)、反應(yīng)過程和反應(yīng)機(jī)理的科學(xué)。分子反應(yīng)動力學(xué)的研究不僅可以闡明分子反應(yīng)過程中各種瞬態(tài)物種的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和作用,還能以態(tài)-態(tài)反應(yīng)動力學(xué),以及對分子相干態(tài)之間的作用的深入研究來闡明化學(xué)反應(yīng)的內(nèi)在規(guī)律。含時波包方法作為物理化學(xué)研究領(lǐng)域

2、的重要分支之一,在研究強(qiáng)激光場中分子振動激發(fā)和分子電離時已被證明是一種行之有效的方法,其理論框架在分子物理及場與物質(zhì)相互作用等多方面都得到了廣泛應(yīng)用。含時波包方法具有許多優(yōu)點(diǎn),除了數(shù)值計(jì)算上的高效率外,還能為動力學(xué)提供了物理意義明確而直觀的圖像,它既具有經(jīng)典的直觀,又不乏量子力學(xué)的準(zhǔn)確。另外,含時量子波包方法尤其適用于研究體系隨時間演化的問題。
  利用超短激光脈沖研究分子動力學(xué)是當(dāng)今國內(nèi)外的一個前沿研究課題。相比于實(shí)驗(yàn)的研究,從

3、理論上去理解、分析和探索超短激光脈沖作用下分子反應(yīng)動力學(xué)是必不可少的研究工作。由于含時量子波包方法計(jì)算簡單,比較容易實(shí)現(xiàn),且能夠詳細(xì)描述系統(tǒng)的時變動力學(xué)信息,因此它被廣泛地應(yīng)用于分子反應(yīng)動力學(xué)的各項(xiàng)研究中。對強(qiáng)場下分子的躍遷激發(fā)以及光電離行為的理論研究主要集中在一些小分子上,一維兩態(tài)問題在小分子的動力學(xué)理論處理中是最簡單的情況。強(qiáng)場下小分子躍遷激發(fā)的處理不僅對處理大分子的強(qiáng)場效應(yīng)有借鑒作用,還對理解和實(shí)施原子與分子過程的激光操控具有重要

4、的理論和實(shí)踐意義。
  本論文基于量子力學(xué)含時波包傳播中的劈裂算符-傅立葉變換方法,研究NO和ClO基在強(qiáng)激光場下不同電子態(tài)上不同振動能級的粒子數(shù)布居隨激光參數(shù)的變化情況。主要進(jìn)行了以下幾個方面的工作:
  (1)介紹與本工作有關(guān)的波包動力學(xué)基礎(chǔ)理論。首先給出波包的基本概念以及在動力學(xué)中的應(yīng)用,然后以雙原子分子為例展示了如何求解體系對應(yīng)特定條件哈密頓量的含時薛定諤方程,提供了從求解耦合薛定諤方程到得出波包動力學(xué)信息的數(shù)值工具

5、。波包動力學(xué)的這些理論同飛秒時間分子物理和分子化學(xué)聯(lián)系起來了。
  (2)利用傅立葉格點(diǎn)-哈密頓方法求解了含時薛定諤方程,得到基態(tài)束縛態(tài)的初始波函數(shù),進(jìn)而利用激光脈沖作用得到相應(yīng)激發(fā)態(tài)波包。利用劈裂算符-傅立葉變換方法演化波包,從而實(shí)現(xiàn)波包的傳播。計(jì)算過程中利用傅立葉變換方法實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)空間和動量空間的表象變換,來實(shí)現(xiàn)哈密頓算符對波函數(shù)的作用,這是因?yàn)樽鴺?biāo)表象中勢能算符是對角化的,而動能算符在動量表象中是對角化的。
  (3)計(jì)

6、算了NO分子和ClO基基態(tài)和激發(fā)態(tài)上不同振動能級的粒子數(shù)布居隨激光參數(shù)的變化情況。計(jì)算結(jié)果表明,隨著激光參數(shù)的改變激發(fā)態(tài)上耦合最強(qiáng)的振動能級,即激發(fā)態(tài)上處于共振區(qū)的振動能級粒子數(shù)最多,通過改變激光參數(shù)可以改變激發(fā)態(tài)上的共振區(qū)域,從而使不同振動能級的粒子數(shù)發(fā)生改變。泵浦-探測延遲時間也會對不同振動能級的粒子數(shù)布居有影響,因?yàn)檠舆t時間的改變導(dǎo)致兩束激光的耦合強(qiáng)度不一樣。所得的結(jié)論不僅有助于理解強(qiáng)場下分子的動力學(xué)行為,而且對實(shí)現(xiàn)激光能量控制化

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