分子高激发振动态的理论研究

简要综述了分子高激发振动态的理论研究方法和研究进展.介绍了李代数方法在高激发振动态能级的归属和分类、分子高激发振动态动力学以及分子内振动能量弛豫和分子解离等方面的应用.随后,作者对分子高激发振动态研究领域今后的发展方向作了展望.     

HOCl分子高激发振动态的动力学势研究

通过研究HOCl分子高激发振动态的动力学势, 明确了该体系的动力学特点. 研究表明, 在O-Cl伸缩模式和H-O-Cl弯曲模式间存在2:1 Fermi共振的动力学模型下, H-O伸缩振动模式对于上述两种振动模式的动力学势有显著影响, 且这种影响随Polyad数呈现有规律的变化. 作为定量研究, 还研究了Polyad数为24时该分子体系的动力学势与各能级的相空间轨迹. 分析表明, 相空间轨迹与动力学势中的动力学不动点有很好的对应关系. 此外, 将该Polyad数下的动力学势中的能级按照相空间轨迹的作用量积分进行分类, 明确了这些能级所处的量子环境.     

He-LiH体系束缚态能级的理论计算

在CCSD(T) 势能面的基础上,采用严格的量子力学方法计算得到了He-LiH体系束缚态振转能级和波函数,结果表明该体系存在10个振转束缚态.从波函数的分布图中可以知道,与J=0的第一个能级对应的本征态是靠近Li端较深势阱的一个束缚态;第二个能级为伸展激发振动能级;基本上存在于深势阱内,但H端的浅势阱通过隧道效应,对该能级的几率分布产生了影响.     

Sm原子奇宇称Rydberg态光谱

结合共振激发和场电离探测技术,通过总角动量量子数0→1→0→1的激发路径,研究了第一电离阈附近的Sm原子奇宇称Rydberg态4f~66snp(J=1)。首先,在45 200～45 500 cm~(-1)能量范围内共发现了94个奇宇称Rydberg能级。其次,通过对有效量子数和Rydberg能级结构特点的分析,将其中68个能级归属为3个束缚Rydberg系列,另外26个能级也给出了能级位置。然后,利用Rydberg-Ritz公式,对3个Rydberg系列分别进行了拟合,获得了Sm原子的电离阈为(45 519.61±0.79) cm~(-1)。最后,采用6种偏振组合激发,由偏振选择定则,进一步验证了这些奇宇称Rydberg态总角动量量子数为1。这些结果首次证实了场电离探测技术对Sm原子高激发Rydberg态的适用性,并且通过对奇宇称Rydberg系列拟合得到的Sm原子电离阈与文献中通过偶宇称Rydberg系列获得的值(45 519.64±1.39) cm~(-1)基本一致。     

单光子LIF方法研究亚硝基苯266 nm光解动力学

用266nm激光解离亚硝基苯（C6H5NO）产生光解碎片NO,并利用单光子激光诱导荧光（LIF）技术（X^2Ⅱv″=0→A^2∑^+v′=0）测得初生态光解产物NO的振转光谱。根据计算所得的模拟光谱对光解碎片NO（X,v^″＝0）的转动量子数J″进行了归属,得到了量子数最大到J″＝50．5的转动能级的相对布居,这表面光解碎片NO具有较高的转动激发。提出了C6H5NO在266nm下可能的光解机理。     

分子高激发振动的经典代数方法研究——以C_2H_2的C-H弯曲振动为例

本文以目前探讨得较多的C2H2的CH弯曲振动为例,说明如何应用代数方法来研究分子的高激发振动。由于分子的高激发振动态具有很强的模间非线性偶合以及能量的传递,传统的动力学方法似乎很难有效地用来研究其性质。问题的核心是高激发振动态由于其量子数很大,因此具有经典(或半经典)的性质。同时模间能量的传递可以用二次量子化算子来表示,而这些算子所具有的代数性质,使得人们可以用几何的概念来描述其性质。因此,整个问题就变为用几何的观点来分析分子的高激发振动态。最后,我们用所得的经典的代数哈密顿量和哈密顿方程对CHtrans弯曲和cis弯曲振动模间能量的传递速度与体系所含能量之高低的关系做了探讨     

InAs 单量子点精细结构光谱

在5 K下,采用光致发光光谱和时间分辨光谱研究了不同单量子点的精细结构和对应发光光谱的偏振性、单激子/双激子发光光谱和相应发光动力学。给出InAs单量子点发光光谱所对应能级的精细结构及激子本征态的偏振特性。当精细结构能级劈裂为零时, 激子的本征态为简并的圆偏振态。而当精细结构能级劈裂大于零时,一般在几十到几百μeV,激子的本征态为非简并的线偏振态。相对于单激子发光寿命,激子-激子间的散射使单激子的复合发光寿命减小。     

非对易相空间中的狄拉克振子的能级和Wigner函数

非对易几何、弦论和圈量子引力理论的发展,使非对易空间受到越来越多的关注.非对易量子理论不同于平常的量子理论,它是弦尺度下的特殊的物理效应,处理非对易量子力学问题需要特殊方法.本文首先介绍了Moyal方程与Wigner函数,利用Moyal-Weyl乘法与Bopp变换将H(x,p)变换成^H(^x,^p),考虑坐标—坐标、动量—动量的非对易性,实现对非对易相空间中星乘本征方程的求解.并利用非对易相空间量子力学的代数关系,讨论了非对易相空间中狄拉克振子的Wigner函数和能级,研究结果发现非对易相空间中狄拉克振子的能级明显依赖于非对易参数.     

非对易空间的三模谐振子能谱

在非对易空间中,用不变本征算符方法(IEO),对非耦合、坐标耦合、动量耦合三种三模谐振子系统能谱进行求解,并将求解结果与一般对易空间的能谱进行比较分析.通过比较发现,当非对易参数为零时,所求能级差还原到了与普通空间相对应的一般量子系统哈密顿量能级差,验证了推导结果的正确性;同时讨论了耦合系数对非对易空间能谱的影响. 关键词： 不变本征算符 非对易空间 三模谐振子能谱 能级差     

Debye屏蔽自洽势下Au50+离子的能级与振子强度

以惯性约束聚变实验中感兴趣的金的类铜离子(Au⁵⁰⁺)为例，讨论了等离子体中自由电子对复杂原子中电子行为的影响.采用受Debye屏蔽的Hartree-Fock-Slater自洽势，计算了Au⁵⁰⁺离子的主量子数n从1到7的28个本征态，得到了对应于一系列Debye长度Λ的能量本征值E_nl，即轨道束缚能，和能级之间的光学振子强度.与类氢情况相似：自由电子的屏蔽作用使所有能级均从无屏蔽时的位置向连续态移动，即电离限下移；对于每个能量本征态(n, 关键词：     

Asymptotics of Rydberg States for the Hydrogen Atom

The asymptotics of Rydberg states, i.e., highly excited bound states of the hydrogen atom Hamiltonian, and various expectations involving these states are investigated. We show that suitable linear combinations of these states, appropriately rescaled and regarded as functions either in momentum space or configuration space, are highly concentrated on classical momentum space or configuration space Kepler orbits respectively, for large quantum numbers. Expectations of momentum space or configuration space functions with respect to these states are related to time-averages of these functions over Kepler orbits. Received: 8 November 1996 / Accepted: 13 January 1997     

Semiclassical theory of the radiative-collisional cascade in a Rydberg atom

We have developed a two-dimensional semiclassical model of the radiative-collisional cascade for hydrogen-like systems. We describe the collisions with electrons and ions by classical diffusion in the space of principal and orbital quantum numbers and use an iterative procedure that consistently takes into account the quantum nature of the radiative cascade for radiative transitions. The model establishes the correspondence between the quantum and classical approaches and indicates that the latter cannot be directly used to calculate the population kinetics of highly excited atomic states. Our calculations of the two-dimensional populations of highly excited atomic hydrogen states for selective, three-body, and photorecombination sources of population allow the data of one-dimensional kinetic models to be refined. The calculated intensities of recombination lines demonstrate the degree of nonequilibrium of the Rydberg state populations under typical astrophysical plasma conditions.     

Analytic perturbative classification and assignment of eigenstates of algebraic vibrational Hamiltonians

We show how a classification and assignment for highly excited molecular vibrational states obtained previously by wave function inspection can also be obtained by analytic perturbative methods. This gives additional insight into the meaning of the classification. In addition it allows one to predict beforehand in which region of the spectrum which class of states is to be expected. As examples we present the class of states in DCO which are based on the coupling of the bend with the DC stretch, the class of states of DCO without any coupling and the bend vibrational states of acetylene at both ends of the spectrum within a given polyad. Thereby we learn the exact definition and meaning of the transverse quantum numbers. As a byproduct we get for the nonintegrable original Hamiltonian, integrable approximations which are valid in a restricted region of the phase space classically or for one class of states quantum mechanically.     

脉冲控制量子系统的哈密顿量约化

探索了脉冲控制的含近简并能级的有限维量子系统的哈密顿量的约化．由一个非简并基态能级和几个近简并激发态能级组成的量子系统被一个短脉冲控制,目标是控制所有激发态的布居数之和．考虑了两个可以看成等价二能级系统的例子,当脉冲强度比较弱时,得到了原始系统和约化系统的简单关系;当脉冲强度比较强时,对于只含一个频率的脉冲,一阶近似的关系也是存在的．     

铕原子奇宇称高激发态共振电离光谱的研究

采用光电离探测和自电离探测这两种不同的探测方法对铕原子的高激发态光谱进行了详细研究.一方面,采用光电离探测技术,系统测量了在第一电离限之下处于43927—45010 cm^-1能域内的奇宇称能级的光谱.通过光谱定标和误差估算等分析手段,获得了32个共振跃迁峰的位置和强度等光谱信息.并根据所用的激发路线和相关的选择定则等原理,进而确定了这些能级的总角动量. 通过与相关文献资料的对比和分析,研究发现了12个新能级.另一方面,精心设计了一种能够有效识别不同类型高激发态的鉴别方法.对同一能域中 关键词： Eu原子光谱 奇宇称高激发态 孤立实激发（ICE） 自电离探测     

类铍Ar^14＋和类镁Ar^6＋离子双激发态能级的计算

用相态相互作用方法计算了类铍Ａｒ＾１４＋离子双激发态１ｓ＾２３ｌ３ｌ＇和类镁Ａｒ＾６＋离子双激发态１ｓ＾２２ｓ＾２２ｐ＾６４ｌ４ｌ＇的能级。两个外层电子与内层原子实１ｓ＾２或１ｓ＾２２ｓ＾２２ｐ＾６电子的作用用模型势表不。Ａｒ＾１４＋的双激发态可用量子数Ｋ，Ｔ和Ａ标记，而Ａｒ＾６＋的某些组态却不能用上述量子数表示。