【摘要】：在天體物理學(xué)中星體的化學(xué)組成及元素相對(duì)豐度的確定是研究星體年齡、演化過(guò)程和能量來(lái)源等問(wèn)題的重要理論基礎(chǔ)。通過(guò)各種地基望遠(yuǎn)鏡和太空望遠(yuǎn)鏡獲得大量高分辨率的天體光譜進(jìn)行光譜分析是目前科學(xué)家們確定星體的化學(xué)組成及其元素相對(duì)豐度的普遍方法之一。能級(jí)的自然輻射壽命、分支比和振子強(qiáng)度等原子輻射參數(shù)是進(jìn)行這種光譜分析所需要的重要數(shù)據(jù)。近年來(lái),隨著大量高分辨率、高信噪比的天體光譜的獲得,人們發(fā)現(xiàn)在許多化學(xué)性質(zhì)奇特的恒星中都含有豐富的重金屬元素,例如Au、Pt和Hg等。因此,獲得這些重金屬的原子輻射參數(shù)數(shù)據(jù)是尤為重要的。雖然很多科研工作者已經(jīng)對(duì)這些重金屬原子能級(jí)的自然輻射壽命、振子強(qiáng)度進(jìn)行了測(cè)量,但對(duì)于金原子,已有的壽命和振子強(qiáng)度結(jié)果對(duì)光譜分析所需要的數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。據(jù)我們所知,目前通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法僅僅確定了金原子15個(gè)能級(jí)的自然輻射壽命,五條譜線的振子強(qiáng)度。因此,本文采用時(shí)間分辨激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)對(duì)金原子(Au I)自然輻射壽命進(jìn)行了測(cè)量研究,確定了位于37358.991~58616.764 cm~(-1)之間十個(gè)能級(jí)的自然輻射壽命,其中有六個(gè)能級(jí)屬于首次測(cè)量,得到的測(cè)量結(jié)果在6.8~965 ns之間,誤差在10%以內(nèi)。另外,我們還將這些壽命結(jié)果與運(yùn)用金元素空心陰極燈發(fā)射光譜的方法確定的分支比結(jié)果相結(jié)合,確定了這10個(gè)能級(jí)中8個(gè)能級(jí)的15條躍遷譜線的振子強(qiáng)度和躍遷幾率。這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果為天體光譜分析提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的同時(shí)也對(duì)等離子體診斷、激光物理和波函數(shù)宇稱不守恒的研究有重要的參考意義。
【圖文】：

圖 2.2 能級(jí)自然輻射壽命測(cè)量的實(shí)驗(yàn)裝置圖實(shí)驗(yàn)中，燒蝕激光和激發(fā)激光之間的延時(shí)是通過(guò)數(shù)字延遲發(fā)生器（SR）來(lái)控制的。通過(guò)調(diào)節(jié)不同的延時(shí)，一方面可以避免等離子體復(fù)合產(chǎn)生對(duì)熒光測(cè)量的影響，另一方面可以在不同的物理環(huán)境下測(cè)量熒光信號(hào)，命測(cè)量的準(zhǔn)確性[51]。.3 影響壽命測(cè)量的幾種效應(yīng)運(yùn)用時(shí)間分辨激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)測(cè)量能級(jí)自然輻射壽命的過(guò)程中，一些量的結(jié)果會(huì)有一定的影響，在表 2.1 中我們?cè)敿?xì)的介紹了這幾種效應(yīng)[4,表 2.1 影響壽命測(cè)量的幾種效應(yīng)

(1)干擾譜線少：實(shí)驗(yàn)測(cè)得的光譜中只存在待測(cè)元素的譜線和填充氣體的譜線，無(wú)其他元素譜線的干擾；(2)工作電流小，譜線輻射強(qiáng)度高且穩(wěn)定；(3)使用壽命長(zhǎng)。本文實(shí)驗(yàn)采用北京曙光明電子光源儀器有限公司生產(chǎn)的空心陰極燈，填充氣體為氬氣，最大工作電流為 10 mA。2. 分光系統(tǒng)本文采用光柵光譜儀作為分光儀器，它是利用衍射光柵來(lái)進(jìn)行分光的。由于不同波長(zhǎng)的光離開光柵時(shí)的角度不同，因此我們可以通過(guò)電腦控制光柵角度來(lái)改變出射光的波長(zhǎng)。測(cè)量時(shí)我們采用 Acton Research Corporation 公司生產(chǎn)的SpectraPro-500i 光柵光譜儀，，焦距為 0.5 m。實(shí)驗(yàn)時(shí)，我們利用濾光片來(lái)防止光柵產(chǎn)生的二級(jí)譜線對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響[50]。3. 光電探測(cè)系統(tǒng)我們采用光電倍增管作為光電探測(cè)器，它是一種將微弱的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的真空電子器件，具有高靈敏度、低噪聲、響應(yīng)快速、低成本等優(yōu)點(diǎn)[55]。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：P148

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本文編號(hào)：2688905