高强度磁场中氢原子性态的研究

采用变分法和微扰法相结合的方法 ,把高强度磁场中氢原子的哈密顿H分为三部分 :球对称哈密顿 ;z分量角动量算符相应部分和非球对称势微扰 ,并用一种特别规定的分解法将哈密顿H中含磁场平方项的势能分解为球对称与非球对称两部分 ,且使非球对称部分引起的一级修正能量值为零 ,并采用一种简便的变分法直接求出B2 对能级的二级修正值 .这一方法不仅计算简单 ,而且提高了计算结果的精度 .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. In this paper we separate the Hamiltonian into three parts: a spherical symmetry Hamiltonian; a z-component of the angular momentum operator, and a non-spherical symmetric potential as the perturbation operator, and provide a propose method by separating the potential containing squared magnetic field B 2 into two parts: spherical symmetric and non-spherical symmetric ones so that the first-order energy correction due to the non-spherical symmetric potential is zero...     

点缺陷扶手型石墨烯量子点的电子性质研究

基于有限差分方法, 数值求解了Dirac方程, 研究了垂直磁场下的点缺陷扶手型 石墨烯 量子点的能谱结构, 分析了尺寸大小对带隙的影响. 与无磁场时具有一定带隙 (带隙的大小与半径成反比) 的量子点相比, 在外加有限磁场下, 能谱中出现朗道能级, 最低朗道能级能量为零并与磁场强度无关, 并且朗道能级的简并度随着磁场的增加而增加. 进一步的计算表明, 最低朗道能级的简并度与磁场成线性关系, 与半径的平方成线性关系. 本文工作对基于石墨烯量子点的器件设计具有一定的指导意义.     

无限深势阱下杂质量子点的能级计算

在有效质量近似下,垂直方向采用无限深势阱限制势,在x-y平面上,量子点内采用抛物势近似,在量子点边界处采用与实际情况更接近的无限深势阱.在中心杂质电荷为ηe时,利用波函数近似,得到基态和低激发态的能级,与x-y平面均采用抛物势时得到的能级进行了比较.计算发现在量子点真实半径比较小时,电子的基态和低激发态受其影响很大,而相应的能级随量子点的半径逐步增大.在量子点半径大于5倍有效玻尔半径时,能级受其影响已经变得很弱.并且,随着磁场的变化,量子点半径对基态和第一激发态的能级差的影响也很大.最后我们计算了杂质电子的基态束缚能并讨论了声子对其影响.     

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。     

在磁场作用下含有杂质的半导体量子环中电子的能级

由于量子环特殊的结构,我们尝试过不少方法,发现一般传统方法很难求解薛定谔方程,故很难求出它的波函数和能级。国内外很多学者从事这方面的研究,但发表的文献非常少。有必要寻找一些新的方法从事这方面的研究工作,本文中采用了B样条函数近似拟合波函数的方法,计算了一个在谐振子束缚势和磁场作用下含有杂质的二维量子环中的电子能级。研究了电子能级随磁场强度、束缚势的变化关系以及电子能级与量子环半径的关系。我们发现电子能级随磁场强度、束缚势强度的增强而增强;每一个能级都有一个最小值在特定的量子环半径上,并且随着能级的增加,最小值的位置向半径大的方向偏移。     

外加磁场、电流及弧柱半径对电弧螺旋不稳定性的影响

采用与时间有关的线性微扰理论，研究了存在气流作用下，外加磁场、弧电流以及弧柱半径对电弧螺旋不稳定性的影响，给出了稳定性条件和不稳定性增长率等定量结果. 关键词： 电弧 稳定性 轴向磁场 弧柱半径     

磁处理水延缓CaSO4型结垢的机理研究

研究了外加磁场对Ｃａ２＋，ＳＯ２－４结成水垢的影响，通过计算磁场对离子水化半径及溶液粘滞系数的影响，给出了结垢速率与磁场强度、温度及溶液浓度的关系．计算结果表明，外加磁场的作用可以加强离子的水化程度，增大离子水化半径，降低离子的活度，从而减缓了水垢的形成和增长     

应用对称性研究原子在磁场中的能级分裂

本文通过系统的对称性研究原子在磁场的两种极端情形下能级的分裂．对于弱磁场，需要用Ｗｉｇｎｅｒ－Ｅｃｋａｒｔ定理导出一级不可约张量算符在角动量本征态之间的矩阵元的计算公式，然后计算能级分裂．     

用振荡偶极子模型计算能级寿命

对能级寿命的物理意义作了较全面的阐述，并运用半径费、半量子理论近似，采用振荡偶极子模型对能级寿命进行了计算，所得结果与各种文献所用结论十分一致。     

外磁场中一维有限边界系统的带电粒子能级研究

应用WKB方法研究了外磁场中一维有限边界系统的带电粒子能级。并讨论了两种极端情形 ,即在外磁场趋于零和一维无限边界系统带电粒子能级表达式的结果 ,这些结果和已有的结果很好地一致。     

Theoretical Calculation of Energy Levels of a Hydrogen Atom in a Strong Magnetic Field

The eleven low-lying energy levels of a hydrogen atom, and its mean radius in a uniformly high magnetic field B are calculated in a simple variational approach. The potential term containing squared magnetic field in Hamiltonian operator is separated into spherically and nonspherically symmetric potentials. The influence over levels and radius of the hydrogen atom is discussed. The results are in good agreement with the recent literatures, but more accurate. We find that the stronger the'magnetic field is, the smaller the mean radius of the hydrogen atom is.     

Effects of an electric field on the confined hydrogen atom in a parabolic potential well

Using the perturbation method, the confined hydrogen atom by a parabolic potential well is investigated. The binding energy of the confined hydrogen atom in a parabolic potential well is calculated as a function of the confined potential radius and as a function of the intensity of an applied electric field. It is shown that the binding energy of the confined hydrogen atom is highly dependent on the confined potential radius and the intensity of an applied electric field.     

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 T范围内氢原子 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。     

A New Pseudospectral Method for Calculations of Hydrogen Atom in Arbitrary External Fields

A new pseudospectral method was introduced to calculate wavefunctions and energy levels of hydrogen atom in arbitrary potential.Some results of hydrogen atom in uniform magnetic fields were presented,high accuracy of results was obtained with simple calculations,and our calculations show very fast convergence.It suggests a new method for calculations of hydrogen atom in external fields.     

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.     

强磁场中氢原子能级的另一种绝热变分计算

采用绝热近似和变分原理，引入描述Coulomb作用的等效模型势，给出绝热变分方程，计算了均匀强磁场(1≤β≤2000)中氢原子的基态和几个较低激发态的能级，并与绝热近似方法和公认为最精确的类多组态Hartree-Fock方法的结果进行了比较，给出的基矢比Landau基矢具有更好的收敛性. 关键词：     

Control of dissipation of energy via reservoirs of coherent states

Dynamic profiles of various chemical reactivity indices like chemical potential, chemical hardness, electrophilicity, susceptibility, etc., within a confined environment during the interaction of atoms with strong oscillating time dependent magnetic fields have been studied. In the present study hydrogen and helium atoms in ground state (n = 1), as well as in excited state (n = 20) are considered. Time-dependent Schrödinger equations are solved for the ground and excited states of hydrogen atom and the Rydberg state of the helium atom while a generalized nonlinear Schrödinger equation is solved for the ground state of the helium atom. Dirichlet type boundary condition has been used to implement confinement to the systems. With an increase in the degree of confinement the system gets harder and hence becomes more stable. Keeping the confinement radius fixed, systems get more stabilized in strong field compared to weak field.     

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.     

超强激光场中氢原子辐射高次谐波蒙特卡罗模拟

运用蒙特卡罗方法，模拟和计算出在超强激光场中，氢原子在相对论领域的电离几率和辐射出的高次谐波，并且讨论了氢原子的电离几率和辐射出的高次谐波与激光场的电场和磁场的关系。     

有限深抛物势量子环类氢杂质能级

在有效质量近似下,用微扰法研究InAs量子环内类氢杂质基态及低激发态的能级.受限势采用有限深抛物型势,在二维平面极坐标下,用薛定谔方程的解析解计算.数值结果显示:在抛物势平台区,类氢杂质能级不随电子径向坐标改变,并具有二维氢原子能级的特征;在有限深抛物势区,电子能级敏感地依赖于量子环半径,能级存在极小值,这是由于限制势采用抛物势的结果.如果减小环的半径,可以增加能级间距;简并能级发生分裂并且间距随半径增大而增大,第一激发态的简并没有消除,第二激发态的简并被部分地消除.本文结果对研究量子环的光跃迁及光谱结构有指导意义.