氦原子基态能量的Roothaan-Hartree-Fock计算

采用包含两个斯莱特基的"双ζ"函数说明了利用自洽场法求解基态氦原子Roothaan-Hartree-Fock方程的数值过程,计算得基态能量为-2.862 568 Hartree.利用基态的对称性,提出了通过求解泊松方程来计算库仑算符的方法,给出了交叠矩阵和单电子算符的矩阵元,并对自洽的标准作了讨论.     

氦原子基态能量的Hylleraas变分计算

本文给出了基于Hylleraas波函数变分计算氦原子基态非相对论能量的详细过程,得到了含参数的基态能量表达式,并编写了相应的Mathematica程序来完成变分,计算所得的基态能量的理论值和实验数据符合得很好,误差小于0.04‰.由于计算过程直观简单,在教学过程中亦可采用.     

慢电子与氦原子弹性碰撞截面的计算

本文计算了氦原子的有效核电荷和慢电子在氦原子场中的畸变波函数,并用单电子波函数和含有关联作用的双电子波函数,分别计算了氦原于对慢电子弹性散射的 S、P、d、f分波相移、分波截面、微分散射截面、散射总截面和动量转移截面。计算中考虑到了入射电子与靶原子间的极化作用和交换作用。计算结果表明,在慢电子散射问题中,极化与交换作用很重要,必须予以考虑。除此以外,靶原子中电子波函数的准确程度对计算结果的影响也很大,也必须注意。利用比较准确的含有关联作用的双电子波函数计算的结果较之用简单的单电子波函数计算的结果有明显的改进,前者与实验结果符合得很好。     

入射电子被中性原子散射过程中的库仑波描述

在前期工作的基础上,给出了有效电荷Zeff的解析形式.研究发现:有效电荷Zeff与入射电子的能量和散射角有关.我们早期工作的一个重要缺陷是:对于初、末通道,分别使用了解析的平面波和库仑波,而现有的波函数与早期工作之间的一个重要差别在于:在初通道,现有的波函数包含有入射电子与中性原子之间的短程相互作用效应,而早期文章则没有这种效应.这里使用的末态波函数与以前是相同的.当入射电子处在有效电荷库仑场的情形下,我们计算了电子入射离化氦原子的三重微分截面,并发现现有的理论计算与实验结果很好的一致.     

氦原子及类氦离子基态的二参数变分法研究

提出了一种计算氦原子及类氦离子基态能量和波函数的二参数变分法,包括试探波函数的设计和基态能量表达式的推导,并用Mathematica 5.0软件的优化计算功能方便快捷地计算出基态能量,将计算结果与实验结果和部分所列文献的结果进行对比.结果表明,本文所得精度较高,变分参数个数较少.同时强调交换对称性和量子态的交缠在双电子原子体系问题中的重要性.     

四参数法计算氦原子基态能级研究

在求解氦原子径向Schr dinger方程时,设计了含有四参数的基态波函数,推导出含有四参数的氦原子基态能级表达式,分别采用Matlab 7.0最优化运算和Monte-Carlo法,计算了氦原子的基态能量,得到了相应的波函数.将计算结果与其它文献采用变分法所得计算值及实验值进行了比较,结果表明:这种方法不仅计算简便有效,准确性较高,而且所得氦原子基态空间波函数自动满足空间对称性的要求.     

参数微扰法计算氦原子基态能量

根据参数微扰法理论,选择有效核电荷数为z*=2-σ的两个类氢原子的ns态的波函数的组合,作为氦原子基态的1级至4级近似波函数.应用参数微扰法计算了氦原子基态4级近似能量.计算结果表明参数微扰法得到的氦原子基态4级近似能量与实验值的误差为ΔE=0.004922028e_s~2/a_0.     

参数微扰法中基态能量与近似级数的关系

基于参数微扰法并使用满足空间交换对称性的波函数计算了氦原子的2到12级近似基态能量.计算表明,随着近似级数的增加,氦原子基态能量逐渐降低,改变量越来越小,基态能量与实验值的绝对误差存在一定起落.因此,选择合适的近似级数对氦原子基态能量的精确计算具有重要作用.     

类氦原子体系基态能量的变分法数值研究

选取由指数形式函数的线性组合所构成的试探波函数,利用变分法对类氦原子体系的基态能量进行了数值计算,计算中利用拟牛顿法求非线性方程组的一组实根,计算结果与实验值相当接近．计算表明：当n由1增大到2时,能量的计算值有较大的改进,但由于选取的变分波函数没有考虑到电子关联作用,所以计算只能达到一定的精确度．     

氦原子基态能量的组态相互作用计算

将基态氦原子的波函数取作1s2和1s2s两个组态函数的叠加,利用组态相互作用方法解析计算了氦原子基态的非相对论能量.计算结果表明,考虑激发态1s2s与基态的相互作用,可以获得0.029 38Hartree的基态能量修正.本文的解析组态相互作用方法可作为量子力学教学的有益补充.