快电子与原子分子碰撞实验

 原子分子结构是原子分子物理学的基本问题,光谱实验和碰撞实验是获得原子分子结构实验数据的基本方法.当前原子分子的激发态结构和碰撞动力学仍然是原子分子物理的最重要的前沿研究领域之一,特别是原子分子高激发态、原子超精细结构和原子团簇更是十分活跃.原子分子及离子的碰撞过程不仅与原子结构、分子结构及其状态密切相关,而且普遍存在于天体、星际空间、地球大气、等离子体以及化学反应过程中.因此这些碰撞过程的基本数据和实验技术对于能源项目、军事技术和许多学科的发展有着密切关系.这些学科包括核物理、凝聚态物理、材料科学、等离子体物理、空间物理、天体物理、化学物理、分子生物学等.     

磁光阱中冷原子的实验特性

冷原子的获得对于原子物理的研究具有重要的意义,文章综述了激光冷却与囚禁原子技术发展以来对磁光阱中中性冷原子特性的研究进展,包括冷原子对光子的吸收与散射,冷原子之间的吸引与排斥导致的超冷碰撞与长程分子状态,朱子的非线性特性等。     

气体折射率测定

电磁波在气体中的传播状况取决于介质的折射率n。气体介质的分子在电磁波电场强度矢量E的作用下极化,产生电偶极矩,用电极化强度矢量P描述。对均匀介质,设单位体积中的气体分子数为n_n。每个分子的极化电偶极矩为P_i,则有     

世纪之交的天体物理与原子分子物理

20世纪的后叶 ,原子与分子的射电谱线揭示了光学不可见的冷宇宙 ,银河系最大天体 -巨分子云和恒星形成过程的一个普遍存在的重要的相 -双极外流。近十年发射的红外天文卫星ISO,通过对原子与分子的红外谱线的观测 ,在研究动能温度数百度以上的富碳、富氧演化星包层 ,行星状星云、年轻星和恒星形成区复合体的物理与动力学性质方面取得重要的结果 ,并向原子与分子物理学家提出许多问题和要求。原子与分子物理与天体物理在急剧的发展中将互相激发 ,碰撞出更绚丽的火花。     

轨道Feshbach共振附近类碱土金属原子的杂质态问题

近年来,碱土金属原子和类碱土金属原子体系的研究成为冷原子物理的研究热点之一.特别是最近在~(173)Yb原子中发现的轨道Feshbach共振,使得研究有强相互作用的碱土金属和类碱土金属原子系统成为可能,极大扩展了此类原子体系的研究范围.本文介绍了~(173)Yb费米气体在轨道Feshbach共振附近的杂质态问题.在此问题中,位于~3P0态的杂质原子与处于基态的背景费米海相互作用,并在费米海表面产生分子态或极化子态.本文使用试探波函数的研究方法,首先对分子态和吸引极化子态进行介绍,并重点描述了分子态与吸引极化子态间的转变.其次归纳总结了排斥极化子态的相关性质,如有效质量、衰变率等.然后考虑双费米面情况,介绍在闭通道中引入另外一个费米面对系统产生的影响.最后简要介绍二维~(173)Yb费米气体中的杂质态问题.     

C4分子在激光场中的密度泛函理论研究

采用含时局域密度近似与分子动力学相结合的方法计算了C4分子的光学吸收谱及它在激光场中的响应.研究表明,在激光场中C4分子的诱导偶极矩与电离之间有着直接的联系,最外层电子对电离的贡献最大.此外,通过对激光的极化方向与C4分子的激发的关系的研究表明,x方向的激光场唯一的激发起C4分子x方向的偶极矩,电离增强而且离子的振动增强.     

基于密度泛函理论的外电场下双酚A型环氧树脂分子的结构及特性

采用密度泛函m062x的方法在6-31g(d)基组上对双酚A型环氧树脂分子进行优化得到了它的稳定结构,并且研究了不同外电场(0-0.013 a.u., 1 a.u.=5.142×10~(11) V/m)作用下双酚A型环氧树脂分子的分子结构、电偶极矩和分子总能量,偶极矩、极化率、前线轨道的能级和成分,原子之间的键能和红外光谱的变化.研究表明:随着外加电场的增大,双酚A型环氧树脂分子从倒V型结构逐渐变成线性结构,总能量降低,偶极矩和极化率都升高,且双酚A型环氧树脂分子的稳定性随着外加电场的增大而降低;最高占据轨道能级随着外加电场的增大而增大,沿逆电场方向分子链端表现出亲核反应活性,最低空轨道能级随着外加电场的增大而减小,沿电场方向分子链端表现出亲电反应;位于分子两端环氧基团上的C-C,C-O容易发生断裂,进而破环了双酚A型环氧树脂分子的稳定性;分子红外光谱在高频区的吸收峰出现了明显的红移现象.     

基于密度泛函理论的外电场下双酚A型环氧树脂分子的结构及特性

采用密度泛函m062x的方法在6-31g(d)基组上对双酚A型环氧树脂分子进行优化得到了它的稳定结构,并且研究了不同外电场(0-0.013 a.u.,1 a.u.=5.142×10~(11)V/m)作用下双酚A型环氧树脂分子的分子结构、电偶极矩和分子总能量,偶极矩、极化率、前线轨道的能级和成分,原子之间的键能和红外光谱的变化.研究表明:随着外加电场的增大,双酚A型环氧树脂分子从倒V型结构逐渐变成线性结构,总能量降低,偶极矩和极化率都升高,且双酚A型环氧树脂分子的稳定性随着外加电场的增大而降低;最高占据轨道能级随着外加电场的增大而增大,沿逆电场方向分子链端表现出亲核反应活性,最低空轨道能级随着外加电场的增大而减小,沿电场方向分子链端表现出亲电反应;位于分子两端环氧基团上的CC,C-O容易发生断裂,进而破环了双酚A型环氧树脂分子的稳定性;分子红外光谱在高频区的吸收峰出现了明显的红移现象.     

Ru(0001)表面氮分子和钡原子的相互作用

本文采用密度泛函理论方法研究了Ru(0001)表面氮分子和钡原子的相互作用.计算结果表明,钡原子的作用弱化了氮分子键.氮分子键长从Ru(001)-N2表面的0.113 nm伸长互Ru(001)-N2/Ba表面的0.120 nm;分子的拉伸振动频率从2221 cm-1减小到1746 cm-1;氮分子得到的电荷数从清洁表面的0.3e增加到1.1 e.电荷从钡原子6s轨道向钌原子4d轨道转移,转移电荷增强了氮分子2π空轨道和钌原子4d轨道间的杂化作用,导致5σ分子轨道和dπ杂化轨道发生极化.轨道极化使分子电偶极矩增加了约-0.136 e(A).金属钡在Ru(0001)表面氮分子活化过程中具备电子型助催剂的特征.     

电介质极化现象的微观机制讨论

从有极分子的电偶极矩与电场相互作用的微观机制出发,讨论了电介质的极化现象,计算了有极分子的电偶极矩与转动能级随外电场的变化情况.     

原子与分子物理学的发展概况和动向

一、研究和发展原子与分子物理的重要意义 按物质结构的层次来分,近代物理的主要发展方向,基本上有五个方面,形成了五个重要分支:1.基本粒子物理;2.原子核物理;3.原子与分子物理;4.凝聚态物理;5.天体物理。物质世界这些层次的结构和运动变化,是相互联系、相互影响的。对这些层次的研究,既要有所侧重,又要法意到它们之间的联系,才能把问题搞得更清楚,不应忽视其中任何一个层次的研究。原子与分子物理学是研究原子与分子的结构、运动规律以及相互作用的科学。主要研究内容有:1.原子与分子的电子结构;2.原子与分子光谱;3.原子与分子的碰撞过程…     

自旋极化电子碰撞谱仪的研制进展

与电子自旋相关的效应在散射过程中起着十分重要的作用,但却常常被较强的库仑相互作用所淹没,使得以自然电子为探针的散射实验很难对其进行直接观测.以极化电子作为探针,研制极化电子碰撞谱仪,将为开展自旋相关效应的实验研究奠定基础.本文简述了极化电子与原子分子碰撞研究的意义,并介绍了清华大学物理系极化物理实验室自行开发的GaAs极化电子源及基于该极化电子源的碰撞谱仪的研制情况.     

超冷极性分子

目前对超冷原子的研究已经从最初的原子分子物理扩展到了物理的很多分支.极性分子可以将电偶极相互作用引入到超冷体系,同时分子又与原子类似,可以灵活地被光和其他电磁场操控,因而很多理论工作都预言了超冷极性分子在超冷化学、量子模拟和量子信息等领域会有重要的应用.但由于超冷基态分子的制备非常困难,如何把超冷物理从原子发展到分子还是一个方兴未艾的课题.过去的10年间,各种分子冷却技术都取得了很大突破,本文回顾了这些进展,并着重介绍了基于异核冷原子的磁缔合结合受激拉曼转移这一技术,该技术在制备高密度的基态碱金属超冷极性分子上取得了较大的成功.本文也总结了超冷极性碱金属分子基本碰撞特性研究的一些实验结果.     

原子激发辐射光的极化

偏振光也称极化光，同光学仪器产生的偏振光是大家熟悉的，而由离子与原子碰撞产生的激发辐射光的极化，则是新的原子物理研究领域之一，在基础理论方面，它可以促进原子能级结构，离子－原子碰撞机制的研究，在应用方面，可以用极化参数修正已有的原子物理数据，使数据更精确，可以用离子束流与金属表面碰撞过程的研究等，极化研究有着美好的前景。     

手性分子反-2,3-环氧丁烷的旋光拉曼光谱研究

本文从拉曼峰强出发,求得了反-2,3-环氧丁烷分子的拉曼键极化率,明确了拉曼激发下电荷的分布的信息.还从旋光拉曼(Raman optical activity,ROA)谱的峰强,求取了该分子的旋光拉曼键极化率.由分子手性中心的C-H产生的偶极矩与拉曼激发过程中,电荷流动产生的跃迁磁偶极矩的耦合,来理解旋光拉曼活性产生的机理.分析表明,旋光拉曼活性分子手性中心的C-H键两侧的旋光拉曼极化率符号相反,显示着手性分子局域的不对称性.还得到了对称和反对称坐标的键极化率和旋光拉曼极化率,并且从对称性的角度,即C2群的不可约表示,讨论了这些极化率的内涵.     

CO分子在线性极化飞秒激光场中的TDDFT研究

本文运用将含时密度泛函理论和分子动力学非绝热耦合的方法,研究了CO分子在不同强度、不同极化方向的激光场中的电离和动力学行为. 研究发现,激光强度越强,CO分子吸收的能量越多,电离越早且电离越强,CO分子键长变长且伸缩振动越剧烈. 此外,CO分子偶极矩的变化及峰值也随着激光强度的增强而增大. 对激光极化方向的研究发现,激光极化方向沿着CO分子轴向时,分子的电离最强且伸缩振动最剧烈. 当激光极化角增大时,CO分子的电离逐渐被抑制且电子的偶极振动对激光极化方向表现出较强的依赖性. 此外研究还表明,CO分子碳原子和氧原子周围电子的弥散方式不同且与激光极化方向有关. 关键词： 含时密度泛函理论 分子动力学 分子电离     

极化电子与原子散射的广义Stokes参量的实验测量

分析了极化电子与原子散射后的受激原子退激辐射光的广义Stokes参量，介绍了Stokes参量的基本概念和实验测量方法并阐明其具体的物理意义．为自旋极化电子参与的原子或分子碰撞实验和理论模型的研究奠定基础．     

C4分子在激光场中的密度泛函理论研究

采用含时局域密度近似与分子动力学相结合的方法计算了C4分子的光学吸收谱及它在激光场中的响应。研究表明,在激光场中C4分子的诱导偶极矩与电离之间有着直接的联系,最外层电子对电离的贡献最大。此外,通过对激光的极化方向与C4分子的激发的关系的研究表明,x方向的激光场唯一的激发起C4分子x方向的偶极矩,电离增强而且离子的振动增强。     

原子极化率计算中的核实极化效果

本文引入核实极化势考虑了价电子与核实电子之间的关联效应,从而对Hatree—Fork微扰方程进行了修正。应用此方法,我们计算了碱土原子Be到Ba以及稀土原子Yb的极化率.得到了与实验符合的结果。这些结果是6.07,11.14,24.02,30.54,45.32和30.15A(?)。其中,Yb的结果,是本文首次报告的。原子和分子的偶极极化率是一个重要的物理参量。它在原子碰撞中(尤其是低能碰撞)起决定性作用。它也是决定量子亏损,核屏蔽效应的重要物理参量。所以精确地计算原子的极化率是非常必要的。我们在耦合的Hatree-Fock微扰论的基础之上,引入核实极化这一物理效应,建立了一种较简捷而有效的引入关联的微扰方法,计算了Be、Mg Ca、Sr、Ba及Yb原子的偶极极化率,取得了与实验数据相符的结果。与其他作者的结果相比较,有显著的改进。其中,对原子Yb,我们首次报告了较精确的结果.     

Xe-NH (X3∑-)体系的势能面和冷碰撞动力学研究

以超冷Xe原子感应冷却NH（X³∑^-）分子实验为背景,理论研究磁场中Xe和NH的冷碰撞动力学性质.通过从头算方法得到了解析表达的Xe-NH体系势能面,并在此基础上采用量子动力学计算方法,研究了磁场条件下NH低场追索态（n=0,m_j=1）的冷碰撞塞曼弛豫截面.结果表明超冷Xe原子感应冷却NH分子可能在实验上难以实施.