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类锂原子体系的径向行为在全实加关联方法下的高精度理论研究

于伟威  
【摘要】:本文利用全实加关联(Full Core Plus Correlation)方法计算了类锂体系从Li I到As XXXI的基态和一些低激发态的近核处电子密度和径向期待值,及其它算符的期待值,能级的超精细结构参数和高离化电荷对外显示的静电势,均取得了令人满意的结果。 由FCPC波函数所得到的电荷密度在近核区域和远离核的长程区域,与已有低核电荷锂等电子序列的其他理论结果相比,在整个空间内,我们用全实加关联方法给出了更为合理的电荷密度分布;同时,我们预测了高核电荷锂等电子序列原子核处电子密度和径向期待值。据我们所知目前几乎没有这方面的报道。随着实验技术的发展,高离化原子成为重要的研究对象。我们的工作可以为理论和实验工作者提供有益的依据。 同时应用所求得的径向期待值,验证并推广了Angulo and Dehesa的关于电子在核处的密度ρ(0)和原子体系的不同指数的径向期待值〈r~k〉的几套精确的不等式。反之利用这些不等式又可以用来严格检验径向期待值的精确度,我们发现我们的结果非常好得符合这些不等式,进而说明FCPC波函数在整个电子位形空间都是比较精确的。尤其对于高核电荷的类锂体系,原子核处电子密度与上限之比达98%以上,我们发现本文的结果非常好地满足这些不等式,这进一步地说明FCPC波函数无论是在短程部分还是长程部分对于高核电荷类锂体系都能给出满意的结果,也就是说它们在电子的整个位形空间都是非常精确的。 鉴于超精细结构参数的计算对体系波函数的敏感性,我们研究了类锂体系的超精细结构参数中的轨道项和Fermi接触项并做了讨论,给出了非相对论下的理论结果。实验和理论给出了低核电荷类锂体系的Fermi接触项的结果,我们的计算结果与之符合的很好,且给出了高核电荷类锂体系(Z=11-33)的Fermi接触项和轨道项。 一个高离化电荷接近一个表面呈现出一种不常见的实验情形。高离化电荷的静电牵引力可以非常大,以至于即使它在几十个原子直径之外,都可以把电子移除表面。我们计算了从BeII到NeVIII1s~22s态对外显示的静电势,进而可以得到对外的表观电场,并与模型势做比较,两者符合的很好。 通过计算和讨论,我们可以发现,若要获得有意义的理论结果,必须对体系的层壳间关联效应作出合理的描述。 我们还对FCPC方法的进一步应用,完善和改进提出了一些设想和展望。


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