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强场中NO分子回归谱的散射矩阵理论的研究

王雅静  
【摘要】:近年来,高里德堡态的原子分子在强外场中的光吸收现象引起人们广泛的关注,它是研究发展半经典理论和量子混沌概念的理想体系,同时也是原子物理中一个具有挑战性的课题。杜孟利和J. B. Delos提出的“半经典闭合轨道理论”由于物理图像清晰、理论计算方法简洁而获得广泛应用,并被普遍用来解释此类现象,如已经对各种原子的光吸收谱作了广泛的研究,分析了其在外场中的性质,如轨道的稳定性、分叉问题、混沌现象、波包动力学等都表明该理论是联结经典理论与量子理论的重要桥梁。 研究简单原子的光吸收时,我们只需考虑单通道的散射过程。但对于一个典型的里德堡分子,如我们所研究的素有“明星分子”之称的NO分子,由于分子内核的转动和振动作用,电子在外场中将发生多通道的散射过程,在里德堡电子和原子核发生碰撞的过程中,它们的量子态将会发生改变。面对这些难题,我们首次结合多通道量子亏损理论与散射矩阵理论来研究强场中分子的光吸收现象。 在本课题中,我们首次在扩展的半经典闭合轨道理论框架内,把多通道量子亏损理论与散射矩阵理论相结合推导出散射矩阵元公式;同时采用一新的模型势来简化NO分子势函数,给出了强外磁场中NO分子的闭合轨道及长程散射矩阵元的谱函数。 (1)首先具体分析强外磁场中NO分子光吸收现象的物理图像。 (2)采用分区近似方法计算模型势,得到NO分子的势函数具体形式。在近核区,我们利用Gauss98算出其内部势的数值解,根据核内部数值解的分布情况找出一个最大的内切等势面,在远核区,近似取为一球面势,二者在恰当地方进行拟和,确定拟合参数。从而在很大程度上简化了势的复杂性。 (3)结合模型势写出NO分子高里德堡态电子在强磁场中的哈密顿量,写出相应的经典正则方程,我们找出强磁场中NO分子在N~+=1,3,5,标度能量分别为-0.48、-0.85、-1.49的三通道中, r = 12 a.u.处的所有闭合轨道。 (4)扩展了半经典闭合轨道理论,结合多通道量子亏损理论与散射矩阵理论,计算了长程散射矩阵元实部的傅立叶变换谱,从而推得此谱与闭合轨道的关系。


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