用SU(2)代数法解量子力学中的第二类P?schl-Teller势能问题

先通过运用量子动力学代数的方法引入升降算符解决了量子力学的一维空间中的第二类P?schl-Teller势能体系定态问题,然后利用这对升降算符构造一个与体系相关的SU(2)代数,进一步讨论第二类P?schl-Teller势能体系定态的本征值.     

用ECM方法研究N2分子部分激发态的势能函数!

本文用研究势能函数的新方法-能量自洽法 (energy-consistent-me thod, ECM)研究了N2分子激发态A3∑+u态,B3∏g态,B′3 ∑-u态和W3Δu态的势能,并与曾经常使用的Morse势,Huxley-Murrell-Sorbi e (HMS)势和基于实验的Rydberg-Klein-Rees (RKR)数据进行了比较.结果表明,新的ECM 势能不仅能与基于实验的RKR数据相符合,而且还能得到实验方法难以得到,但在许多研究中又非常重要的渐近区和离解区的势能数据,而在这些区域,过去常用的Morse势和HMS势函数均难以得到正确的势能.因此,ECM势比Morse势和HMS势更加优秀.     

同核双原子分子离子的势能研究

使用作者最近建立的研究双原子分子离子精确势能的离子能量自洽法(ECMI),对碱金属、氟、氧的同核双原子分子离子的以下电子态进行了研究:Na2 的X2∑g 态,Li2 的X2∏u态,F2 的A2Пu态,F2 的X2∏g,和O2 的A2∏u态.将获得的ECMI势能曲线与用其他理论方法得到的势能曲线进行的比较表明,ECMI得到了这些态的最好势能,而且ECMI势不仅能获得平衡核间距附近的精确势能,还能得到其他方法往往难以得到的双原子分子离子渐进区和离解区的正确势能.     

O_2分子B~3Σ_u~-态势能曲线的从头计算

B~3Σ_u~-态是O_2的最强的三重跃迁(B~3Σ_u~-←XΣ_g~-)Schumann-Runge(SR)带的上态,SR吸收带在保护地球、阻止紫外辐射等方面起着关键作用.SR连续带的光解离是平流层O原子及O_3的主要来源,掌握详细准确的O_2分子的电子态势能曲线,有助于对这些光谱现象的深入理解.本文通过MOLPRO软件,采用包含Davison修正的内收缩的多参考组态相互作用(ic MRCI+Q)方法,对O2的B~3Σ_u~-态的势能曲线进行了计算,采用的多参考组态函数来自完全活性空间自洽场计算.首先,采用共价组态构成多参考组态,对和B~3Σ_u~-态对称性相同的四个态进行了态平均计算,发现B3Σ_u~-态不存在双势阱结构,文献(Spectrochimica Acta Part A:Molecular and Biomolecular Spectroscopy 2014 124 216)中双势阱的产生是根的振荡(root flipping)造成的,即B~3Σ_u~-态的势能曲线在核间距约为0.2 nm处跳变到能量相近的23?态的势能曲线上.本文中的态平均计算避免了这种根的振荡.接着,采用完全活性空间组态相互作用的方法计算B~3Σ_u~-态的势能曲线,通过改变活性空间的轨道组成,发现带有2π_u轨道电子布居的里德伯组态对B~3Σ_u~-态的束缚态的特征的出现是必不可少的.最后,通过将2π_u轨道加入到活性空间中,实现将相关的里德伯组态加入到多参考组态,对B~3Σ_u~-态的势能曲线进行了icMRCI+Q计算,得到相较于以往的理论计算与实验值更加相近的势能曲线以及光谱常数.本文探讨里德伯组态贡献的过程为如何确定多参考组态相互作用计算中的参考组态、提高理论计算的准确度提供了可以借鉴的途径.     

水分子高激发态的绝热势能面与光解机制

本文在从头算icMRCI+Q水平上,发展了水分子的基态和九个激发态?、?、B、C、D、D''、D''、?''和F的全维绝热势能面. 势能面的拟合采用了高斯过程回归并结合置换不变多项式方法. 通过选择大的活动空间与添加额外弥散函数的基组来准确描述这些里德堡状态,计算得到的垂直激发能和平衡构型与先前的理论与实验值十分吻合. 相对于前三个被广泛研究的低能量电子态,对高激发态光解的理论与实验研究仍然十分有限. 本文研究了水在真空紫外光解过程中涉及到的高激发态的全部三个解离通道. 特别是基于新发展的势能面,首次清晰地阐明了D-E''、E''-F、?-?和?-C电子态之间的锥形交叉等信息,文中详细讨论了这些电子激发态的非绝热解离途径,为阐明这些高里德堡态的光解离机制提供了帮助.     

弹性势能零点选择与弹性势能表达式问题讨论

弹性势能差值不会因为弹性势能的零点选择而改变,但当规定弹性势能的零点位置不同时,系统的弹性势能却有不同的表达式.当选择弹簧原长时为零势能点,弹性势能的表示形式最简单,Ep=1/2kx2.是不是通常情况都是以弹簧原长时为零势能点?在具体问题中,零势能点的选取有没有特定的要求?文中对上述问题作出了系统性的分析与回答.     

毛细现象的能量来源

本文根据附着层中分子所处的特殊状态，利用稳定平均时势能最小的原理，论述了毛细现象中能量的来源问题，并导出了毛细管中液柱的高度公式。     

Li2、LiH的激发态和Li2H的基态结构与势能函数

使用“对称性匹配簇-组态相互作用”方法,对Li2分子三重态的第一激发态、LiH分子的基态、单重态的第一和第二激发态的几何构型与谐振频率进行了优化计算.利用“群操作求和”方法分别对这4个态进行单点能扫描计算,并拟合出了相应各态的Murrell-Sorbie势能函数.使用多种方法对Li2H分子的基态结构进行优化,并用优选出的密度泛函(B3P86)方法对该分子进行了进一步的频率计算.结果发现Li2H分子的基态稳态结构为C2v构型,在此基础上用多体项展式理论导出了它的解析势能函数,其等值势能图准确再现了Li2H分子的结构特征和离解能.首次报导了该分子对称伸缩振动等值势能图中存在的两个对称鞍点,对应于反应LiH Li→Li2H,活化能大约为18.7×4.184 KJ/mol.     

Fe2和NO反应的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论（DFT）中的B3LYP方法在6-311+G(d,p)的计算水平上研究了Fe2铁簇与NO反应的相关微观机理。全参数优化了八重态以及十重态反应势能面上各驻点的几何结构,并用频率分析法以及内禀反应坐标（IRC）方法对过渡态进行了验证,得到了该反应的微观反应路径和反应势能面（PESs）。用“两态反应”分析反应机理,势能面上的两个交叉点能有效地降低反应的活化能,这在动力学上和热力学上都是有利的。N原子脱离化合物为整个反应的速控步骤。     

铁原子与NO反应的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论(DFT)计算研究铁原子与NO反应的相关微观反应机理.全参数优化了四重态和六重态反应势能面上各驻点的几何结构,用频率分析方法和内禀反应坐标(IRC)方法对过渡态进行了验证,得到了该反应的反应势能面曲线,并讨论了势能面的交叉情况.结果表明,该反应为典型的两态反应,反应通道一中出现了一个势能交叉点,反应通道二中出现了两个势能交叉点,反应通道三中出现了三个势能交叉点.势能面上的交叉点能够有效降低反应的活化能,增加反应放热,这在动力学和热力学上都是有利的.     

铁原子与NO反应的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论（DFT）计算研究铁原子与NO反应的相关微观反应机理。全参数优化了四重态和六重态反应势能面上各驻点的几何结构,用频率分析方法和内禀反应坐标（IRC）方法对过渡态进行了验证,得到了该反应的反应势能面曲线,并讨论了势能面的交叉情况。结果表明,该反应为典型的两态反应,反应通道一中出现了一个势能交叉点,反应通道二中出现了两个势能交叉点,反应通道三中出现了三个势能交叉点。势能面上的交叉点能够有效降低反应的活化能,增加反应放热,这在动力学和热力学上都是有利的。     

7Li2分子23Πu激发态的解析势能函数、振动能级及其转动惯量

使用Gaussian 03程序包中的“对称性匹配簇-组态相互作用”方法、在0.13—2.0nm的核间距范围内利用6-311+〖KG-*3〗+G(d,p)基组对⁷Li₂(2³Π_u)分子的势能曲线进行了计算, 同时使用最小二乘法将计算结果拟合成了解析势能函数. 利用拟合出的解析势能函数并结合Rydberg-Klein-Rees方法, 计算了该态的谐振频率, 进而计算了该态的其他光谱常数, 分别为T关键词： 解析势能函数 谐振频率 振动能级 转动惯量     

高电荷态离子与SiO2表面相互作用的研究

高电荷态离子(Pbq ,Arq )由兰州近代物理研究所的ECR实验平台所产生,轰击非晶态SiO2表面.用微通道板测量溅射粒子产额的角分布.用公式拟合实验溅射角分布得到了较好的结果,并给出了初步的理论解释.由此得出了高电荷态离子与SiO2表面作用的微分溅射截面.实验结果表明高电荷态离子能够增加动能溅射;同时高电荷态离子入射能够引起势能溅射.在大角度入射时,溅射产额主要是由碰撞引起的;在小角入射时势能溅射所占比重会增大.     

AlH~+离子5个Λ-S态和10个?态的光谱性质以及激光冷却的理论研究

利用考虑Davidson修正的内收缩多参考组态相互作用(icMRCI+Q)方法结合相关一致基组aug-ccpV6Z计算了AlH~+离子前两个离解极限对应的5个Λ-S态和10个?态的势能曲线.为了提高势能曲线的可靠性和精确性,计算中考虑了自旋轨道耦合效应、芯电子价电子相关和标量相对论修正以及将势能外推至完全基组极限.基于得到的势能曲线,获得了束缚和准束缚的4个Λ-S态和8个?态的光谱常数和振动能级,与已有的实验结果符合.计算了2(1/2)→X~2Σ_(1/2)~+和A~2Π_(3/2)→X~2Σ_(1/2)~+跃迁的跃迁偶极距.利用计算的精确的势能曲线和跃迁偶极矩,获得了2(1/2)~(第一势阱)(υ′=0, 1)→X~2Σ_(1/2)~+(υ′′)和A~2Π_(3/2)(υ′=0, 1)→X~2Σ_(1/2)~+(υ′′)跃迁的高度对角化分布的Franck-Condon因子(f_(00)和f_(11))和大的振动分支比;预测了2(1/2)~(第一势阱)(υ′=0, 1)和A~2Π_(3/2)(υ′=0, 1)态短的自发辐射寿命和窄的辐射宽度,这适合于AlH~+离子的快速激光致冷.所需的3束激光冷却波长都在紫外区域.这些结果表明了激光冷却AlH~+离子的可行性.此外,评估了自旋轨道耦合效应对光谱常数、振动能级和激光冷却AlH~+离子的影响.     

T1uhg Jahn-Teller系统中的频率约化矩阵

在研究C₆₀的电声相互作用中,最重要的应是T_1u电子态与h_{g< /sub>振动模式的偶合,俗称作T1uhg Jahn-Teller(JT)系统.线 性的T1uhg JT系统的势能面上只有势槽的存在,而当非线性耦合 项加入后,势能面将被扭曲成具有Ｄ3d或Ｄ5d对称性的势阱.在振 动频率的各向同性假设下,势阱中h 关键词： 60分子')" href="#">Ｃ60分子 “杨-太勒”系统 ?pik-Pryce方法}     

流体静态和动态平衡性质的分子动力学模拟

基于LJ势能模型和soft-sphere势能模型对不同状态下氩流体的径向分布函数、速度相关函数、横向粒子流相 关函数和中间散射函数进行模拟,重点讨论了LJ势能分子间吸引力和软心势能“软度”对流体静态和动态平衡性质的影 响,结果发现软心势能的影响比分子间吸引力的影响更显著,而且动态平衡性质中出现的振荡现象也是由软心势能所致。     

热传导中的变分原理

采用力学中建立最小势能原理和最小余能原理的加权余量法,分别得到了热传导中势能型与余能型的变分原理。通过对势能型变分原理的分析发现,对于可逆的导热过程,“力”(热流)在“位移”(温度)上做的“功”完全转换为物体的“势能”,即热量传递势容。而在不可逆的稳态导热过程中,这个势能完全被耗散掉了,成为传递势容耗散。对于非稳态导热过程,则类似于粘弹性物体,热流在温度位移上做的“功”一部分转换为物体的传递势容,而另外一部分成为传递势容的耗散。     

铁原子与SO_2反应的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论(DFT)中的B3LYP方法在6-311+G(d,p)的计算水平上研究了铁原子与SO_2在三重态以及五重态反应势能面上的反应机理.全参数优化了三重态以及五重态反应势能面上各驻点的几何构型,并用频率分析法以及内禀反应坐标(IRC)方法对过渡态进行了验证,得到了该反应的反应势能面曲线和微观反应路径.结果表明,铁原子与SO2在三重态与五重态反应势能面上的几何构型相似,三重态的能量均比五重态高,说明铁原子与SO_2的反应主要在五重态反应势能面上进行.整个体系为放热反应,反应的活化能为30.6 k Cal/mol.     

問題解答

問:当固态物質直接变成气态时,是否要經过一个很短的液态过程? 答:物質由固态直接变成气态,我們把这种现象叫作“升華”。这种改变,并不要經过液态过程。一切物質的分子或原子都是在不断运动的狀态中,分子或原子运动的速度,随温度的不同而改变。液态物質中的分子也是处在运动狀     

高电荷态离子与Si(110)晶面碰撞的沟道效应研究

不同电荷态低速离子(Ar^q+,Pb^q+)轰击Si(110)晶面,测量不同入射角情况下的次级粒子的产额. 通过比较溅射产额与入射角的关系,证实沟道效应的存在. 高电荷态离子与Si相互作用产生的沟道效应说明溅射产额主要是由动能碰撞引起的. 在小角入射条件下,高电荷态离子能够增大溅射产额. 当高电荷态离子以40°—50°入射时,存在势能越高溅射产额越大的势能效应. 关键词： 高电荷态离子 溅射 沟道效应