强磁场下少电子原子分子体系谱结构的理论研究

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强磁场下原子和分子性质的研究一直是物理学的研究热点。在本文中,我们采用组态相互作用方法,研究了均匀恒定强磁场下两电子原子、分子体系的谱结构。本文的主要研究成果如下:利用Hylleraas基和Hylleraas-Gaussian基,计算了He原子在0-100a.u.磁场范围内110+、11(-1)+和11(-2)+态的总能、总能关于磁场的导数和电离能。由于两种基函数都包含有电子间的距离,能够使展开的波函数在歧点附近加速收敛,因而取得了比其他理论方法更为精确的计算结果。尝试利用中场区两端磁场下的总能和总能关于磁场的导数,在中场区得到了更低的总能和更高的电离能,并使两种基函数所得能量曲线在此平滑相连。同时,使用Hylleraas-Gaussian基,计算了He原子110+→11(-1)+跃迁和11(-1)+-→11(-2)+跃迁的跃迁波长和相应的振子强度。另外,经计算我们发现,由于总能中各部分能量复杂的共同作用,使得110+态在0-100a.u.磁场范围内,11(-1)+和11(-2)+态在0.1-100a.u.磁场范围内,总能都随着场强的增加而单调增加。利用Hylleraas-Gaussian基,计算了H-原子离子在0-100a.u.场强范围内110+、11(-1)+和11(-2)+态的总能、总能关于场强的导数和电子解离能,得到了比Gaussian基更为精确的数值结果。通过计算电子解离能,我们确定11(-1)+态和11(-2)+态,分别在3~4a.u.和0.02~0.05a.u.场强范围内,开始由连续态变为束缚态。计算表明,11(-2)+态比11(-1)+态更为稳定。同时,我们还给出了H-离子在给定磁场强度下,110+→11(-1)+跃迁和11(-2)+→11(-1)+跃迁的跃迁波长与对应的振子强度。将Hylleraas-Gaussian基函数方法推广到了强磁场下H2分子的理论计算之中,给出了系统交叠矩阵和哈密顿矩阵的矩阵元表达式。
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