N2第二正带系发射光谱的理论计算及实验研究

本文利用分子光谱理论系统的计算和分析N₂第二正带系(C³∏_u→B³∏_g)的发射光谱, 以研究光谱强度的分布规律与不同温度条件和气体条件的关系. 基于N₂的三重态能级结构特性, 重点计算和讨论了发射光谱的概个重要参数: 通过求解高、低电子态的哈密顿矩阵得到了振转能级特性; 利用r质心近似法求取了能级间跃迁的电偶极矩函数和爱因斯坦跃迁概率; 进而计算了不同振动和转动温度条件下谱线的强度分布. 进行了N₂和Ar的混合放电实验, 利用实验光谱数据同理论结果进行拟合分析, 确定了N₂分子的振动温度和转动温度分别约为4300 K和800 K. 另外由于潘宁离化效应, N₂浓度减小时谱线强度呈现先增强后减弱的趋势. 实验结果很好的验证了N₂第二正带系光谱理论计算的正确性.     

高能反中微子在O16上的俘获截面

用V-A型等效费米弱作用哈密顿计算了反应v+O¹⁶→N¹⁶+l的截面,得到了总截面与入射反中微子能量之间的关系曲线。计算表明,当E_v=400MeV时,等效赝标量作用项使总截面减小23％。     

原子的解析波函数——Ⅱ.第二周期元素的正常态原子与离子的解析波函数与能量积分的计算

我们在文献[1]中设计了一套五个参数的变分波函数用来计算了周期表中前面十个原子的能量,所得结果比过去一些作者用四参数波函数所算得的结果为好。我们在过去计算经验的基础上,另外找到了一套特别简单的解析波函数,其形式为1s电子:ψ₁(r)=N₁e^-μar,2s电子:ψ₂(r)=N₂[(μr)e^-μr-Ne^-μar],2p电子:ψ₃(r)=N₃(μr)cosθe^-μr,ψ₄(r)=N₄(μr)sinθe^iφ-μr,ψ₅(r)=N₅(μr)sinθe^-iφ-μr,式中的α与μ为变分参数;N₁,N₂,N₃,N₄,N₅为归一化因子;N为正交化系数。μ可用解析法来决定,因而只有一个参数α要由数值法来决定。我们用这样的波函数算出了第二周期元素的正常态原子和离子(共有八十几个原子态)的各电子的各种能量积分值及总能量值,并确定了波函数的最佳参数值。其结果与五参数波函数的计算结果相比,一般相差在万分之一至千分之一的范围内,并比最近有些作者用一种三参数波函数所算的结果还好。根据这些结果,我们还讨论了Slater近似计算法的可靠程度和适用范围。     

原子的解析波函数

我们设计了一套变分波函数,用来计算了周期表中前面十个原子的能量。我们设计的单电子试探波函数具有下列形式:1s:ψ₁(r)=N₁e^-μαr[1+(μbr)²], 2s:ψ₂(r)=N₂[(μr)e^-μr-Ne^-μcr], 2p:ψ₃(r)=N₃(μdr)cosθe^-μdr, ψ₄(r)=N₄(μdr)sinθe^iφ-μdr, ψ₅(r)=N₅(μdr)sinθe^-iφ-μdr。式中的a,b,c,d及μ为五个变分参数。N₁,N₂,N₃,N₄与N₅为归一化因子;N由ψ₁与ψ₂的正交条件来决定。用这种波函数来计算原子的能量,所得的结果比莫尔斯等人(P.M.Morse,L.A.Young and E.S.Haurwitz)用他们设计的四参数波函数所算得的结果为好,更接近实验值,同时也接近于由自洽场所算出的结果。若我们的波函数中固定c等于1不变,这时就变为只有四个参数的波函数,结果仍比莫尔斯等人的好。     

氮化钽团簇阴离子Ta3N3-解离吸附N2中的15N/14N同位素交换研究

氮气分子的吸附和活化是固氮研究中的重要过程. 近年来过渡金属氮化物由于在合成氨催化研究中的优异表现而受到广泛关注. 但是,氮化物物种与氮气分子在高温下反应的微观机制仍然不清楚,而该过程对于认识反应中的温度效应以及缩小气相团簇体系和凝聚相体系间的差距具有重要意义. 本文使用质谱观测到氮化钽团簇阴离子Ta₃¹⁴N₃^-和¹⁵N₂在高温下(393∽593 K)发生¹⁵N/¹⁴N同位素交换而产生¹⁴N₂/¹⁵N¹⁴N. 结合理论计算,阐述了同位素交换反应的微观机理以及升高温度对于N₂在Ta₃N₃^-上解离吸附的促进作用. 而在对比实验体系Ta₃¹⁴N₄^-/¹⁵N₂中,观察到升高温度只能加速¹⁵N₂在吸附产物Ta₃¹⁴N₄¹⁵N₂^-上的脱附. 这是由于氮空位是氮化物物种活化氮气的必要条件,而Ta₃N₄^-中由于不存在氮空位因此不能活化和解离氮气. 该研究为合成氨中氮化物物种中氮空位的作用提供了重要信息并且为固氮研究中高效催化剂的设计提供了线索.     

原子核形变与价核子数的系统关系

利用N_pN_n方法研究了A≥100的偶–偶核基态四极形变参数β的系统规律.根据质量数以及价质子(中子)是粒子还是空穴对原子核分组,发现β与(N_pN_n)^1/2的关系曲线是平滑的.不同组中原子核的β变化曲线的斜率和趋势显示,价核子和空穴对核四极形变的贡献不同.通过对近滴线原子核理论形变值的变化规律的研究表明,在N_pN_n方法中p-n价核子相互作用的一般关系可能依然适用于不稳定核.     

基于函数映射的快速傅里叶变换算法

给出了一种新的快速傅里叶变换算法.算法利用了傅里叶变换因子C_N^kn、S_N^kn的对称特性,将函数序列x(n)个数压缩至四分之一.对其压缩后的函数序列,按其相邻函数值之差映射为函数p(n),同时对傅里叶变换因子C_N^kn、S_N^kn按累进求和映射为A_N^kn、B_N^kn.不同于FFT算法要求N为2的整数次幂,该算法中N可为任何偶数.对诸如方波、三角波、锯齿波及可分解为阶梯波的光学图象、特别是二值光学图象,能极大地减少计算量,某些情形低于FFT算法的计算量.     

胸腺嘧啶低能量VUV光解离路径的实验和理论研究

利用同步辐射真空紫外光电离质谱和理论计算研究了胸腺嘧啶的光解离反应路径, 通过改变光子能量得到不同的质谱信号, 光子能量在12.0 eV时主要的碎片有m/z=98 (C₄H₆N₂₄O⁺)、97 (C₄H₅N₂O⁺)、84 (C₃H₄N₂O⁺或C<     

一种新型的多模虚偶相干态光场的等阶N次方Y压缩与等阶N次方H压缩

本文利用新近建立的多模压缩态理论,详细研究了一种新型的多模虚偶相干态光场|Ψ_i,e⁽²⁾>_q的广义非线性等阶N次方Y压缩与等阶N次方H压缩特性.结果发现:1)态|Ψ_i,e⁽²⁾>_q是一种典型的多模非经典光场,当压缩阶数N为奇数时,态|Ψ_i,e⁽²⁾>_q在一定条件下总可呈现出周期性变化的、任意阶的等阶N次方Y压缩效应;当腔模总数q与压缩阶数N这两者的乘积q·N为奇数时,则在一定条件下态|Ψ_i,e⁽²⁾>_q又可呈现出周期性变化的、任意阶的等阶N次方H压缩效应.2)态|Ψ_i,e⁽²⁾>_q的等阶N次方Y压缩与等阶N次方H压缩效应这两者的压缩程度和压缩深度分别与几率幅γ_q^(e)、压缩参数R_j、各模的初始相位φ_j(或者各模的初始相位和 φ_j)、压缩阶数N以及腔模(指纵模)总数q等呈较强的非线性关联,等阶N次方H压缩效应与上述诸参量之间的非线性关联程度要比等阶N次方Y压缩效应的更强.3)多模虚偶相干态光场|Ψ_i,e⁽²⁾>_q与多模偶相干态光场|Ψ_,e>_q及多模复共轭偶相干态光场|Ψ*_,e⁽²⁾>_q这后两者的等阶N次方Y压缩效应和等阶N次方H压缩效应的压缩条件和压缩特性正好相反,这种现象就称为相反压缩.     

第Ⅰ类两态叠加多模叠加态光场的非线性高阶压缩特性研究

本文在文献20的基础上进一步提出了多模辐射场的N-Y最小测不准态、N-H最小测不准态、N-Y压缩最小测不准态以及N-H压缩最小测不准态等的定义.构造了由多模(q模)相干态|{Z_j}>_q及其相反态|{-Z_j}>_q的线性叠加所组成的第Ⅰ类两态叠加多模叠加态光场|ψ₁⁽²⁾>_q,利用文献20新近提出的有关多模辐射场的两种非线性高阶压缩的定义,首次对态|ψ₁⁽²⁾>_q的N次方Y压缩及N次方H压缩效应进行了详细研究.结果表明,1)当N为偶数时,态|ψ₁⁽²⁾>_q恒处于N-Y最小测不准态;当N为奇数时,态|ψ₁⁽²⁾>_q在一定条件下可呈现出周期性变化的、任意阶的N次方Y压缩效应.2)当q·N为偶数时,态|ψ₁⁽²⁾>_q恒处于N-H最小测不准态;当q·N为奇数时,在另外的条件下,态|ψ₁⁽²⁾>_q则可呈现出周期性变化的、任意阶的N次方H压缩效应.3)N次方Y压缩及N次方H压缩效应的压缩深度与腔模总数q、压缩参数R_j以及压缩阶数N等非线性相关,后者与上述参量的非线性关联程度要比前者的更强.     

红宝石吸收宽带的强度

红宝石晶体中Cr³⁺与六个近邻O^2-组成一个有严重畸变的正八面体,因而高阶奇晶场与一阶奇晶场有相同的数量级。由于红宝石中Cr³⁺的格位近似保持C_3v对称,T_2u型的高阶场非常小,可以忽略,但T_1u,A_2u型高阶晶场对红宝石吸收谱强度则原则上不能予以忽视,对于Y带和U^⊥带,高阶场有显著贡献,但对U^‖带,所产生的强度非常小。本文考虑了格点奇对称振动对U,Y带强度的贡献,发现U^‖带主要是奇振动与电子耦合产生的吸收谱。由此出发,讨论了红宝石宽带振子强度、带形等问题,得到了与实验相符合的结果。     

红宝石Cr3+离子的自旋-晶格弛豫时间和浓度效应

本文叙述用脉冲饱和法测量自旋-晶格弛豫时间的实验及其结果。在显示方面使用了倍频同步法以产生基线,便于读取T₁。测定了红宝石Cr³⁺离子的弛豫时间,肯定在77°K时各种跃迁的T₁大致相等,但浓度增高时T₁降低。     

DV-X2计算红宝石的晶场谱

本文利用文献中的一种DV-X₂计算过渡金属络合物的晶场谱的方法,非经验计算红宝石的全部晶场跃迁光谱项能量,得到了与实验值较一致的结果。 关键词：     

Structural, electronic and thermodynamic properties of cubic Zn3N2 under high pressure from first-principles calculations

The structural, electronic and thermodynamic properties of cubic Zn₃N₂ under hydrostatic pressure up to 80 GPa are investigated using the local density approximation method with pseudopotentials of the ab initio norm-conserving full separable Troullier-Martin scheme in the frame of density functional theory. The structural parameters obtained at ambient pressure are in agreement with experimental data and other theoretical results. The change of bond lengths of two different types of Zn-N bond with pressure suggests that the tetrahedral Zn-N bond is slightly less compressible than the octahedral bond. By fitting the calculated band gap, the first and second order pressure coefficients for the direct band gap ofthe Zn₃N₂ were determined to be 1.18×10⁻² eV/GPa and −2.4×10⁻⁴ eV/(GPa)², respectively. Based on the Mulliken population analysis, Zn₃N₂ was found to have a higher covalent character with increasing pressure. As temperature increases, heat capacity, enthalpy, product of temperature and entropy increase, whereas the Debye temperature and free energy decrease. The present study leads to a better understanding of how Zn₃N₂ materials respond to compression.     

可见光谱区水汽分子碰撞加宽的理论计算

根据能级的实验数据,采用最小二乘法拟合得到水汽分子(202),(122)和(004)振动态的Watson的Hamiltonian常数值。利用这些常数值和修正的量子傅里叶变换(QFT)(即QFT^*)方法,分别计算了水汽分子(202)带中已有实验数据的一些谱线的氮分子碰撞加宽线宽,以及(202),(122)和(004)带^eR(1,1)支谱线的氮分子碰撞加宽线宽、及线宽的温度依赖关系。与实验结果比较表明,利用拟合方法求得的Hamiltonian常数值是合理的,而且QF 关键词：     

A computational NMR study of nitrogen substitutional impurity in the armchair BeO nanotube

The properties of nitrogen doped model of (5, 5) armchair beryllium monoxide nanotubes (BeONTs) have been investigated by density functional theory (DFT) and chemical shift parameters were calculated. A BeONT consisting of 60 Be, 60 atoms of O, and having a length of 1.67 nm was considered and each end of the nanotube was capped by 10 hydrogen atoms. The calculated results indicate that by replacing an O atom by N atom (N_O-doping), the chemical shift (CS) parameters of ⁹Be and ¹⁷O atoms are un-affected but replacing a Be atom with N (N_Be-doping) affects the CS parameters of O atoms. These results imply that role of nitrogen as an electron acceptor is more significant in the structure for which it dopes a Be atom.     

Thomson Scattering Applied to a Noisy Radiative Plasma

Thomson scattering with a 1.5 ms long pulse mode 20 J ruby laser has been applied to a radiative argon plasma with electron densities n_e from 2.5 10¹⁹ m^?3 to 1.5 10²⁰ m^?3 and an electron temperature T_e of about 3 eV. Photon counting techniques have been used. The accuracy of n_e and T_e to be reached is about 5% after 10 shots. The signal to noise ratio S/N has been optimized by the use of optical filters and a special purpose grating. The effects of these elements on S/N have been calculated. The entrance angle, transmission and quantum efficiency have also been optimized. A comparison between 5 possible laser systems, including a normal mode and a Q-switched mode ruby laser, has been carried out.     

Transmission of 3471 a laser radiation through Cl2 and Cl2-inert-gas mixtures

Experimental results are presented on transmission and pulse-delays of the output from a frequency- doubled ruby laser through Cl₂ and Cl₂-inert-gas mixtures. The experimental findings are consistent with the idea that the observed results are determined by competition between a not-understood quantum-mechanical coherence effect and dephasing collisions. On this assumption, we deduce reasonable estimates for applicable cross sections in collisions of Cl₂ with Cl₂, He or Ar. Since the upper state of the absorbing molecule is unstable in times of the order of 10^-12 sec, the McCall-Hahn theory for self-induced transparency is not applicable to our system.