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等离子体中自由—自由吸收的扭曲波研究

孙华洋  
【摘要】:自由-自由吸收(free-free absorption)的精确研究对惯性约束核聚变、核物理、天体物理和X射线激光等领域非常重要。由于光谱探测技术的发展,人们对自由-自由吸收的进行了进一步的精确测量和研究,对其采用经典的Kramers截面公式和类氢近似已显然不能满足研究的需求。特别是随着实验技术的发展,实验中能够产生的等离子体密度越来越大,离子与离子之间、电子与电子之间、离子与电子之间表现出强的耦合效应,对自由-自由吸收的深入研究日益迫切。 我们成功的实现了扭曲波框架下自由-自由吸收的偶极近似计算。首先得出了扭曲波理论框架下自由-自由过程的截面公式,化简了相应的矩阵元,然后针对变形后的自由-自由积分应用了“对相位积分法”进行积分,并讨论了相应的分点选取原则。通过计算对比发现,除频率较低处,分波求和的截断引入了一些偏差外,其余均能给出正确的计算结果。 对一些实例的计算结果表明:对于类氢情形,在被吸收的光的频率不是很低的情形,我们的程序能反映经典的Kramers截面公式到精确的量子公式的修正。而对于非类氢离子,计算结果表明,它们的截面与类氢情形除了在低频率修正较小外,其它差异较大,使用类氢进行近似是不精确的。


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