微扰法计算中等强磁场中氢原子的能级

本文在考虑氢原子轨道运动磁矩与磁场之间、自旋磁矩与磁场之间和感生磁矩与外磁场之间的相互作用的基础上,根据角动量和球谐函数的性质,应用简并态微扰方法研究了在中等强磁场中氢原子的能级,给出了计算中等强磁场中氢原子的一级近似能级的方法,具体计算了23.5126≤B≤1.881728×10~4T范围内氢原子n=2的各能级的数值,结果与有关文献给出的理论计算值是相近的,表明本文所给出的方法是简单的、计算结果是正确的.     

椭球坐标下求解强磁场中的氢原子

在椭球坐标系下，采用B样条基组方法计算了磁场范围在0—1000 a．u．下氢原子低能态能量以及实验室磁场下（几个特斯拉）氢原子里德堡态的能级，得到了至少9住有效数值的高精度能谱并与文献中的精确结果进行了比较。本文方法为精确计算强磁场下原子能谱提供了一个新的选择方案。     

椭球坐标下求解强磁场中的氢原子

在椭球坐标系下,采用B样条基组方法计算了磁场范围在0-1000 a.u.下氢原子低能态能量以及实验室磁场下(几个特斯拉)氢原子里德堡态的能级,得到了至少9位有效数值的高精度能谱并与文献中的精确结果进行了比较.本文方法为精确计算强磁场下原子能谱提供了一个新的选择方案.     

用Sturmian基函数展开法计算强磁场中钠原子Rydberg能级

该文讨论了如何采用Ｓｔｕｒｍｉａｎ基函数展开法计算强磁场中碱原子的能级，并用该方法具体计算了钠原子Ｒｙｄｂｅｒｇ态在４．２Ｔ（特斯拉）均匀恒定磁场中的能级，对处理强场混合区的非氢原子的理论方法进行了大胆的探索。     

强磁场中氢原子的能级结构

发展了一套简单高效的非微扰理论方法研究强磁场中的原子能级结构.作为例子,给出了磁场强度从0到1000个原子单位,氢原子基态和低激发态的结合能以及四极矩等重要原子能级结构参数.结果表明:相对于其他的高精度计算方法,该方法不仅能计算出高精度的能级位置而且可方便给出精确的电子波函数.此外,该法还具有很强的普适性,可直接推广到原子与任意方向的交叉电磁场相互作用的研究. 关键词： 强磁场 CWDVR谱方法 氢原子能级结构 四极矩     

在均匀强磁场中氢原子塞曼效应久期方程的简化公式

在均匀强磁场中,当氢原子的哈密顿量中B2项不能忽略时,氢原子的库仑场对称性遭到破坏,能级简并被全部解除.在应用变分法和数值法计算氢原子的能级过程中,计算十分复杂,而应用微扰法求解氢原子的能级,存在解久期方程的n2高阶行列式的困难.本文应用简并态微扰理论和球谐函数的性质,得到久期方程中非零微扰矩阵元普遍表达式.根据非零微扰矩阵元普遍表达式的性质,可以将氢原子塞曼效应久期方程的n2高阶行列式分解成1阶到n阶共n个低阶行列式的乘积,得到氢原子塞曼效应久期方程的简化公式,使得求解均匀强磁场中氢原子塞曼效应能级过程简化.而且由该公式可以得到氢原子在低能态时塞曼效应能级的解析解.根据该久期方程的简化公式计算了n=3氢原子塞曼效应一级近似能级.     

绝热变分近似计算强磁场中氢原子的能级

在绝热变分近似下，计算了强磁场（β＝１～２０００）中氢原子的一些能级，并同其它结果进行了比较。发现采用的方法在磁场变弱时（如β～１），其计算结果比绝热近似有很大改进，而且在β≥１００时几乎可以同最精确的有限元方法和Ｒｓｎｅｒ［１］等人的类多组态ＨＦ方法的结果相比拟。     

椭球坐标下求解强磁场中的氢原子

在椭球坐标系下,采用B样条基组方法计算了磁场范围在0-1000 a.u.下氢原子低能态能量以及实验室磁场下(几个特斯拉)氢原子里德堡态的能级,并与文献中的精确结果进行了比较.对1s0态,磁场γ≤100 a.u.时,本文计算结果有12位有效数字的精度,γ=1000 a.u.时有11位有效数字的精度.对2p-1低激发态,γ≤100 a.u.时,能量至少有11位有效数字的精度;γ=1000 a.u.时,有9位有效数字的精度.对原子高激发态,我们计算了实验室磁场下(磁场为4.7特斯拉)氢原子里德堡态(主量子数n=23)的抗磁谱,得到了至少10位有效数字精度的能谱.本文方法既适用于超强磁场下低能态的计算,同样适合原子高里德堡态抗磁谱的计算,为精确计算强磁场下原子能谱提供了一个新的可行方案.此外,讨论了本文方法推广到平行及交叉电磁场下原子能谱计算的可行性.     

用伪谱方法计算磁场中的氢原子能谱

介绍了用伪谱方法计算磁场中的氢原子, 通过对氢原子能级的计算, 可以看出其精度高, 收敛快, 并可用来计算任意强的均匀电场和磁场中的其它原子.     

用玻尔理论统一处理氢原子、电子偶素和氦原子基态能级

用玻尔氢原子理论处理氢原子和电子偶素基态的方法,在假定了氦原子基态的经典模型后,给出了氦原子基态能级和半径,并与实验和量子力学变分法计算的结果作比较,说明玻尔氢原子理论对氦原子基态能级的计算有一定的意义.     

高强度均匀静磁场中氢原子能级的计算

采用一种简便的变分法，计算了在均匀高强度静磁场下氢原子的１１个低能态能级和平均半径，讨论了高强度磁场对能级和半径的影响。     

On the theory of hyperfine structure of atomic levels

A relativistic wave equation is proposed whose solution leads to the appearance of hyperfine structure of levels of an electron in a Coulomb field. This structure is due to the difference between the magnetic moment of an electron and the Bohr magneton. The results of calculations are compared with data obtained by precise laser spectroscopy of the hydrogen atom. It is shown that the calculated spectra are in agreement with the experimental data.     

First principle calculation of the electronic and magnetic properties of Mn-doped 6H-SiC

The electronic and magnetic properties of 6H-SiC with Mn impurities have been calculated using GGA formalism. Various configurations of Mn sites were considered. It was found that 6H-SiC doped with Mn atoms possess a moment for both types of substitution. The Mn atom at Si site possesses larger magnetic moment than Mn atom at C site. The energy levels appearing in the band gap due to vacancies and due to Mn impurities are determined and the calculated densities of states (DOSs) are used to analyse the different value of the magnetic moments for different types of substitution. A model that explains the magnetic moment at Mn site is proposed.     

Magnetic trapping of strongly-magnetized Rydberg atoms

Effective magnetic moments of drift Rydberg atoms in strong magnetic fields are obtained for different energy and angular-momentum states. Classical two-body trajectory calculations and quantum-mechanical one-body calculations are employed. For heavy atoms such as rubidium, the trapping dynamics can largely be explained by the net magnetic moment due to the cyclotron and the magnetron motion of the Rydberg electron. In light Rydberg atoms such as hydrogen, the intrinsic two-body nature of the dynamics becomes manifest in that the ionic motion significantly contributes to the effective magnetic moment. Also, light drift Rydberg atoms exhibit an anisotropic response to field-inhomogeneities parallel and transverse to the magnetic-field lines. The results are relevant to magnetic trapping of Rydberg atoms in strong-magnetic-field atom traps.     

Variational-integral perturbation corrections of some lower excited states for hydrogen atoms in magnetic fields

A variational-integral perturbation method(VIPM) is established by combining the variational perturbation with the integral perturbation.The first-order corrected wave functions are constructed,and the second-order energy corrections for the ground state and several lower excited states are calculated by applying the VIPM to the hydrogen atom in a strong uniform magnetic field.Our calculations demonstrated that the energy calculated by the VIPM only shows a negative value,which indicates that the VIPM method is more accurate than the other methods.Our study indicated that the VIPM can not only increase the accuracy of the results but also keep the convergence of the wave functions.     

交叉电磁场中氢原子外势阱态的有效布居

在交叉的电场和磁场中,氢原子势能面具有双阱结构.本文通过施加时变的电场,将库伦内阱量子态绝热转移到外阱的叠加态.使用量子力学方法对制备方案开展了数值模拟,研究了电场的非绝热效应对末态波函数几率分布、原子存活几率、波函数位置期望值及能级分布的影响.结果表明,较大的时间参数能够更加高效的将电子波包布居到外阱中能级较低且能量分布较窄的叠加态,且末态原子表现出巨大的电偶极矩.     

Exact solution for the hydrogen atom in strong magnetic fields

The exact energy values and wavelengths of the Lyman a transition of the hydrogen atom in strong magnetic fields up to 2.35 × 105 T are obtained by using the pseudospectral method. They agree well with results calculated with the other method.     

均匀磁场中的二维氢原子

研究了二维氢原子在均匀磁场中的结构问题，随着磁场增强，能级出现分裂交叉和聚束的现象。