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.     

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.     

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.     

研究类氦原子基态能量的参数微扰法

考虑了类氦原子中电子对核的屏蔽效应,建立了含有屏蔽效应参数的哈密顿算符,并应用微扰理论研究了类氦原子基态能量.通过参数微扰法计算的类氦原子一级近似基态能量与变分法得到的能量完全相同,比无参数微扰法计算的能量更加接近实验值.参数微扰法为研究多电子原子能级和原子能级精细结构提供了一种新的方法.     

类氦原子基态能量的哈密顿替代法研究

首次将哈密顿替代法用于计算类氦原子基态能量.计算结果与单参数变分法给出的数值相同,比一阶微扰法计算的能量更接近实验值.由于计算过程简单直观,不需选取试探波函数,不受微扰项大小限制,而且近似度高,该方法可在教学中采用.     

流体动力学相似模型计算弱简谐电场中的基态氦原子

采用基于Schrödinger方程的流体动力学相似模型的变分微扰法计算了弱时间简谐电场中基态氦原子的扰动波函数、极化率和第一共振频率,并将计算值与实验值进行了比较。     

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.     

氦原子和类氦离子基态能量的变分计算及相对论修正

采用一个包含坐标伸缩系数的简单有效的变分波函数,同时考虑到核的运动,利用Mathematic a语言开发了一个用变分法计算三体问题的程序,对氦原子和类氦离子(H^-,He,Li ⁺,Be⁺⁺,B³⁺,C⁴⁺,N⁵⁺,O ⁶⁺)的非相对论基态能量和解析波 函数进行了变分计算.在此基础上,对非相对论哈密顿量进行相对论和辐射修正,并考虑到有 限核电荷半径的影响,得到了氦原子和类氦离子高精度的基态能量值. 关键词： 氦原子 类氦离子 变分法 基态能量 相对论修正     

氦原子低激发态能量的变分计算

给出了一种用变分法计算氦原子低激发态（电子组态为1s2s,1s2p)能量的具体方法,计算过程中解决了激发态波函数与基态波函数的正交性,计算结果与实验值与相当接近。     

Four-Parameter Scheme for Ground Level of Helium Atom

In this paper, the ground state wave function of four parameters is developed and the expression of the ground state level is derived for the helium atom when the radial Schrödinger equation of the helium atom is solved. The ground energy is respectively computed by the optimized algorithms of Matlab 7.0 and the Monte Carlo methods. Furthermore, the ground state wave function is obtained. Compared with the experiment value and the value with the variation calculus in reference, the results of this paper show that in the four-parameter scheme, not only the calculations become more simplified and precise, but also the radial wave function of the helium atom meets the space symmetry automatically in ground state.     

Time-dependent close-coupling calculations of dielectronic capture in He

We report on the first time-dependent close-coupling calculation of dielectronic capture into a doubly excited state of a two-electron atom. An incoming electron is represented by a Gaussian wave packet which collides with singly ionized helium in its ground state. The close-coupling equations describe the propagation of the total compound wave function on a two-dimensional radial lattice. By projecting this wave function onto a doubly excited state of neutral helium, we can determine the probability amplitude for dielectronic capture into one of these states and the subsequent autoionization from it.     

He原子非相对论基态能量的变分计算

本文指出了一种现象:当忽略原子核的运动时,He原子非相对论基态变分能量的计算值将会低于实验值.考虑对原子核运动的修正后,通过使用一个带松弛坐标参数k的变分波函数对He原子的非相对论基态能量进行了变分计算,得到比较满意的结果.此计算与变分原理一致.     

The positron-helium bound state

A variational calculation with a trial wave function including up to 17 parameters has been used to investigate the existence of a positron-helium bound state. The resulting binding energy was found to be greater than the helium binding energy, and thus it is believed that the positron does not get bound to a helium atom. The calculations provide also values of ground state helium energy and the corresponding wave functions.     

SEPARABLE WAVE FUNCTION OF THE GROUND STATE OF HELIUEM CONSTRUCTED FROM HYLLERAAS WAVE FUNCTION

The single-electron wave function of the ground state of the helium atom is obtained from Hylleraas' well-known wave function by integrating the latter over the coordinates of one electron. The energy of the ground state calculated with this one-eleetron wave function is -5.717Rh. compared with the value -5.755 given by the seif-consistant field solution.     

计算双电子原子基态能量的坐标张弛变分法

给出了一种计算双电子原子基态能量和波函数的坐标张弛的变分方法.同时,利用Matlab语言开发了一个软件程序,对He原子和类He离子的基态能量进行了变分计算.     

Resonance-Radiation Force Exerted by a Circularly Polarized Light on an Atomic Wave Packet

We study the behaviour of an atomic wave packet in a circularly polarized light, and especially give the calculation of the radiative force exerted by the circularly polarized light on the atomic wave packet under the resonance condition. A general method of the calculation is presented and the result is interesting. For example, under the condition that the wave packet is very narrow or/and the interaction is very strong, no matter whether the atom is initially in its ground state or excited state, as time approaches to infinity, the resonance-radiation force exerted by the light on the atom approaches to zero. If the atom is initially in its ground state and excited state with the probability 1/2 respectively, and if the momentum density is a even function, then the resonance-radiation force exerted by the light on the atom is equal to zero.     

二维氢原子中的基态奇异特性数值精确对角化法

利用数值有限差分法处理二维氢原子的基态波函数时,计算结果发现其存在着数值奇异特性.本文通过构造一套具有正交完备性的离散贝塞尔基函数,并结合基于Lanczos技术的数值精确对角化方法研究二维氢原子中的基态波函数的数值奇异特性,得到的波函数数值解及其相应的本征能量均与解析结果相一致.这套新的完备的离散贝塞尔基函数,可以在研究一些波函数具有数值奇异特性的体系中发挥至关重要的作用.     

He和类He离子基态能量与波函数的变分计算

在研究Pekeris模型的基础上,提出了一种包含坐标张弛系数的试探波函数,同时利用Matlab(或者Mathematica)语言,开发了一个运用变分法对三体问题进行计算的软件程序.在此基础上对He原子和类He离子的基态能量和解析波函数进行了变分计算,得到了比较理想的结果.这表明,采用Matlab或Mathematica设计的软件,在处理变分法问题时,在运算功能、数据的可靠性和准确度方面都是很具潜力的.