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对电子与复杂原子碰撞中激发与电离过程的理论研究

王旸  
【摘要】: 在本文中,我们应用m方式的密度矩阵来描述复杂原子的结构,将靶的结构用粒子数表象表示,从而使耦合通道光学势方法能够应用到研究具有开壳层结构的复杂原子靶的散射和负离子共振问题。我们计算了电子与氧原子碰撞在电离阈值到300eV能量范围内的电离截面,15eV到100eV能量范围内2p~4 ~3P - 2p~33s 3So激发跃迁的微分和积分散射截面,和2p~4 ~3P - 2p~33d ~3D激发跃迁的积分散射截面,分析了通道耦合的效果。我们得到的2p~4 ~3P - 2p~33s ~3So的激发跃迁散射截面与实验和其他理论结果相互符合。我们发现:在较低的碰撞能量下,靶分立态在碰撞过程扮演重要的作用,而在较高的碰撞能量下,靶的连续态对于碰撞过程的影响则更为显著。 通过计算9eV到12eV能量范围内的电子与氧原子碰撞的总散射截面和分波散射截面,我们不仅成功验证了在这一能量范围内已知的氧的负离子共振位置,并且进一步预测了几个新的共振能量位置。 电离是原子分子碰撞的最重要的过程,是由三体库仑相互作用问题,由于库仑力的长程性质,它提供对理论的挑战和丰富的理论问题。迄今为止,我们还没有一个理论方法被证明在整个的动力学范围是有效的。最近,一系列的实验报告了原子电离的微分截面的测量结果和理论计算结果有非常显著的差别。实验和理论的不同要求有一个新的动力学机理。在本文中,我们在畸变波玻恩近似(DWBA)理论的基础上,通过不同的极化势,计算了电子与闭壳层复杂原子氩原子的碰撞电离过程,得到了721eV碰撞能量下,快电子散射角为3°,散射能量为500eV,慢电子弹出能量为205eV的三重微分截面。考虑了电子与电子间的高级关联,探索了原子电离的动力学新的机制。


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