本文關(guān)鍵詞：里德堡H原子在非均勻場及金屬面附近的光電離　出處：《魯東大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 半經(jīng)典開軌道理論 非均勻電場 金屬面 光電離顯微成像 鏡像電荷理論

【摘要】：激光技術(shù)的發(fā)展使激光與原子分子之間的相互作用的研究受到人們的廣泛關(guān)注。光電離顯微成像技術(shù)的出現(xiàn),使得用原子的光電離來研究電子的顯微成像成為了原子與分子物理領(lǐng)域研究的前沿課題。將原子置于不同的外場條件或表面附近,原子外層的電子在吸收足夠的光子能量后發(fā)生電離,以電子波的形式從原子核向四周傳播,離開原子實區(qū)域后,在外場和表面的作用下運(yùn)動,最終沿著不同的軌道運(yùn)動到探測器平面上的一點(diǎn),由于不同電子波之間存在干涉作用,會在探測器上形成具有一系列振蕩結(jié)構(gòu)的電子干涉圖像。近年來,里德堡氫原子在靜電場、磁場、金屬面附近、彈性表面附近等單一場或表面附近的光電離顯微研究已經(jīng)近于完備。這些研究為光電離顯微實驗中對電離電子動力學(xué)的宏觀調(diào)控提供了豐富的理論依據(jù)。但是對于里德堡原子在非均勻場以及表面附近光電離顯微成像的研究至今未見報道。本文將運(yùn)用半經(jīng)典開軌道理論與鏡像電荷理論研究里德堡氫原子在非均勻電場及金屬面附近光電離的動力學(xué)。該研究對豐富里德堡氫原子光電離體系,更好的理解外場對原子光電離過程的調(diào)控作用有重要意義。本文的研究主要包含四個部分:1.運(yùn)用半經(jīng)典開軌道理論研究了里德堡氫原子在梯度電場中的光電離。構(gòu)建了里德堡氫原子在梯度電場中光電離的物理模型。通過標(biāo)度變換給出了梯度電場中高激發(fā)態(tài)氫原子的哈密頓量。再通過數(shù)值計算來模擬電子電離的運(yùn)動軌道,并計算和分析了探測器平面上電子的幾率密度分布。研究表明:相對于里德堡氫原子在勻強(qiáng)電場中的光電離來說,在梯度電場中,能夠到達(dá)探測平面的電離電子的軌道數(shù)目增多,其相應(yīng)的電子幾率密度圖像上的振蕩結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜。隨著電場梯度的增加,其對電子運(yùn)動的影響開始顯現(xiàn),電子能夠到達(dá)的最大半徑逐漸變小,振蕩結(jié)構(gòu)的范圍也隨之變窄。2.運(yùn)用半經(jīng)典近似理論結(jié)合鏡像電荷理論,研究了里德堡氫原子在金屬面附近靜電場中的光電離。研究發(fā)現(xiàn)電子幾率密度受到標(biāo)度電場強(qiáng)度和標(biāo)度能的影響非常明顯。隨著標(biāo)度電場強(qiáng)度增加,能夠到達(dá)探測平面的電子軌道數(shù)目減小,使得電子幾率密度圖像的振蕩結(jié)構(gòu)變得簡單。當(dāng)標(biāo)度電場強(qiáng)度非常大時,金屬面的作用幾乎可以忽略,該體系近似接近于里德堡氫原子在靜電場中的光電離。另外,標(biāo)度能對該體系的電子幾率密度也有顯著的影響。因此,我們可以通過改變標(biāo)度電場強(qiáng)度和標(biāo)度能來實現(xiàn)對里德堡氫原子在金屬面附近光電離的調(diào)控。3.運(yùn)用半經(jīng)典的開軌道理論,第一次研究了里德堡氫原子在梯度電場及金屬面附近的光電離。計算了不同標(biāo)度電場梯度和不同標(biāo)度能下探測平面上的電子通量密度分布。由于不同經(jīng)典電子軌道之間的相互干涉作用,在電子通量密度圖像上出現(xiàn)了一系列復(fù)雜的振蕩結(jié)構(gòu)。研究表明,這些振蕩結(jié)構(gòu)與標(biāo)度電場梯度、標(biāo)度能量和金屬面放置的位置有關(guān)。另外,詳細(xì)討論了電子通量密度與不同類型軌道之間的關(guān)系。如果外場和金屬表面滿足一定的條件,電子通量密度的干涉圖樣能夠在里德堡氫原子的光電離實驗中觀測到。4.研究了里德堡氫原子在梯度電場和磁場中自電離隨時間的演化,著重討論了梯度電場和磁場對電子運(yùn)動的影響。在光電離的過程中出現(xiàn)了一系列的電子脈沖。當(dāng)標(biāo)度電場梯度很小時,氫原子在梯度電場和磁場的光電離過程類似于氫原子在靜電場和磁場中的光電離。隨著標(biāo)度電場梯度的增加,能夠在給定時間內(nèi)到達(dá)探測器平面的電子軌道數(shù)目減小,使其θ-t曲線和電離率曲線變得簡單。隨著標(biāo)度磁場強(qiáng)度的增加,電離電子的動力學(xué)行為開始變得混沌,θ-t曲線出現(xiàn)一種“韻律結(jié)構(gòu)的自相似性”的分形結(jié)構(gòu)。另外,氫原子光電離的動力學(xué)行為還受標(biāo)度能的影響。本文共分為六章:第一章為引言,主要介紹了選題意義、里德堡原子和非均勻電場、半經(jīng)典開軌道理論、相關(guān)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀以及創(chuàng)新點(diǎn)。第二章研究了梯度電場對里德堡氫原子光電離的影響。第三章運(yùn)用半經(jīng)典的開軌道理論結(jié)合鏡像電荷理論研究了里德堡氫原子在金屬面附近靜電場中的光電離。第四章為第三章的深化,將靜電場改為梯度電場,研究了梯度電場和金屬面對里德堡氫原子光電離的影響。第五章研究計算了里德堡氫原子在非均勻電磁場中的光電離隨著時間的演化關(guān)系。第六章為文章的總結(jié)以及對未來工作的期望。
[Abstract]:The development of laser technology to study the interaction between laser and atom molecules have attracted extensive attention. The photoionization appearance of micro imaging technology, making use of the photoionization of electron microscopic imaging has become a research field of atomic and molecular physics subject. The atoms under different field conditions or near the surface the outer electron atom, ionization occurs in the absorption of photon energy enough, to the electronic wave form from the nucleus to spread around, leaving the atom movement in the field area, and surface under the action of the final orbital motion along different detector plane point, due to the existence of interference between different electronic wave form of electronic interference image has a series of oscillation structure in the detector. In recent years, the field of Rydberg hydrogen atom in the electrostatic field near the metal surface, and the surface of the elastic A single field or near surface from the microscopic study was almost complete. These studies provide abundant theoretical basis for macro-control of photoionization dynamics in electron microscope experiment. But for the Rydberg atoms in the study of non uniform field and near the surface of photoionization microscopy has not been reported. This paper will use the half the classical open orbits theory and image charge theory research of Rydberg hydrogen atom in inhomogeneous electric field near the metal surface and the photoionization dynamics. The research is to enrich the system of Rydberg hydrogen atom photoelectric, a better understanding of the atomic field has important significance from the regulation of the photoelectric process. This research mainly includes four parts: 1. the use of photoelectric the semi classical open orbits theory of Rydberg hydrogen atom in the gradient in the field. From the construction of Rydberg hydrogen atom in the gradient electric field photoionization Physical model. By scaling transformation gives the Hamiltonian of highly excited hydrogen atom gradient electric field. The motion track of numerical simulation of electron ionization, analyzes the probability density distribution of electron detector plane is calculated and. Research shows that compared with the photoelectric Rydberg hydrogen atom in a uniform electric field in the. In the gradient field, can reach the detection number of ionization electron orbit plane increases, the electron probability density image on the corresponding oscillation structure is complicated. With the increase of the electric field gradient and its influence on the movement of electrons began to appear, to reach the maximum radius of electron becomes small and the range of oscillation structure also narrowed.2. by using the semi classical approximation theory combined with image charge theory, the study of the optical Rydberg hydrogen atom near a metal surface in electrostatic field. From the study found that the electronic probability density by To influence the scale of electric field intensity and scale can be very obvious. With the scale of electric field strength increases, can reach the detection of electronic orbital plane number decreases, the oscillation probability density structure of electronic image becomes simple. When the scale of electric field intensity is very large, the metal surface is almost negligible, the approximation is close to the Rydberg system the hydrogen atoms in the electrostatic field from the photo. In addition, scaling to the electronic probability density of the system have a significant impact. Therefore, we can change the scale of electric field intensity and scale can be achieved on Rydberg hydrogen atom near a metal surface photoionization control of the.3. using the semi classical open orbits the theory, first studied the photoelectric Rydberg hydrogen atom near a metal surface and electric field gradient. From different scale and different electric field gradient scale electron flux density detection plane points calculation Cloth. Due to differences between classical electron orbit interaction, a series of complex oscillation structure in the electron flux density images. The results show that these oscillations and the scale structure of the electric field gradient scale, energy and metal surface placement. In addition, discusses the relationship between the electron flux density and the different the type of track. If the field and metal surfaces meet certain conditions, the interference pattern of electron flux density in photoelectric Rydberg hydrogen atom from the observed.4. of Rydberg hydrogen atom in electric and magnetic field gradient in self ionization time evolution, discusses the influence of gradient electric field and magnetic field on electron motion in the process of photoionization. Appeared in a series of electronic pulse. When the scale of electric field gradient is very small, the hydrogen atoms in the photoelectric gradient electric field and magnetic field is similar to the process of hydrogen Optoelectronics in electrostatic field and magnetic field. With the increase of the scale from the electric field gradient, can reach the number of electronic track detector plane decreases in a given period of time, the theta -t curve and the ionization rate curve becomes simple. With the increase of the scale of the magnetic field strength, the dynamic behavior of ionization electrons became chaotic, theta the -t curve shows a "self similarity" prosodic structure fractal structure. In addition, dynamic behavior of photoionization of hydrogen atom is also affected by the scale of energy. This paper is divided into six chapters: the first chapter is the introduction, mainly introduces the significance of the topic, Rydberg atoms and non-uniform electric field, the semi classical open orbits theory the research status of related fields, as well as innovation. The second chapter studies the influence of gradient electric field on Rydberg photoionization of hydrogen atom. The third chapter uses the semi classical open orbits theory combined with the theory of the image charge Rydberg hydrogen Optoelectronic near a metal surface in electrostatic field. From the fourth chapter to the third chapter of the deepening of the electrostatic field to study the electric field gradient, gradient field and metal effect on photoionization of Rydberg hydrogen atom. The fifth chapter studies the calculation of the photoelectric Rydberg hydrogen atom in non-uniform electromagnetic field with time evolution from. The sixth chapter is the summary and expectation for the future work.

【學(xué)位授予單位】：魯東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：O562

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 劉曉斌;董晨鐘;邢永忠;;原子(離子)光電離過程中多級效應(yīng)的理論研究[J];原子與分子物理學(xué)報;2007年05期

2 馮向華,錢興中,韓喜亭,潘守甫;類硼離子C~+的光電離[J];原子與分子物理學(xué)報;1998年S1期

3 馬曉光,孫衛(wèi)國,程延松;真實體系光電離截面共振結(jié)構(gòu)的理論研究[J];原子與分子物理學(xué)報;2004年03期

4 劉付軼,齊飛,盛六四,俞書勤,張允武;用于真空紫外光吸收和光電離截面測量的多電極光電離室裝置[J];原子與分子物理學(xué)報;1998年02期

5 馬曉光,孫衛(wèi)國,程延松;高密度體系光電離截面新表達(dá)式的應(yīng)用[J];物理學(xué)報;2005年03期

6 傅饒;汪淼;陸茵菲;張貴忠;向望華;徐德剛;姚建銓;;強(qiáng)光電離團(tuán)簇并行數(shù)值模擬[J];強(qiáng)激光與粒子束;2011年02期

7 楊培強(qiáng);王菲鹿;趙剛;;與天體物理相關(guān)的光電離等離子體的實驗室研究[J];物理;2011年01期

8 劉磊,李家明;原子體系近核區(qū)電子波函數(shù)振幅(Ⅰ)——離化態(tài)原子高能光電離過程[J];物理學(xué)報;1991年12期

9 史桂珍,周大凡,羅軍,潘守甫;U原子光電離截面的理論計算[J];光譜學(xué)與光譜分析;1991年01期

10 孫長平;王國利;周效信;;N原子光電離截面的理論計算[J];原子與分子物理學(xué)報;2008年02期

相關(guān)會議論文 前6條

1 吳勇;曾思良;段斌;王建國;張繼彥;;碳原子離子光電離截面的相對論多極計算[A];第十三屆全國原子與分子物理學(xué)術(shù)會議論文集[C];2006年

2 劉彥鵬;曾交龍;;銅和鋅激發(fā)態(tài)的光電離截面[A];第十六屆全國原子與分子物理學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2011年

3 盛六四;;Rg·CO和Rg·NO團(tuán)簇的實驗和理論研究[A];第十五屆全國原子與分子物理學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2009年

4 吳建華;袁建民;;稠密鋁等離子體光電離過程中的干涉效應(yīng)研究[A];第十五屆全國原子與分子物理學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2009年

5 萬建杰;董晨鐘;;Ne原子1s光電離過程中的雙激發(fā)態(tài)[1s2p](~3P)3p~2(J=1)共振干涉譜[A];第十五屆全國原子與分子物理學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2009年

6 方泉玉;李萍;劉勇;鄒宇;邱玉波;;Al~(q+)(q=0～12)的光電離截面和電子碰撞電離截面[A];中國工程物理研究院科技年報（1999）[C];1999年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前9條

1 王國利;原子、離子光電離過程的R-矩陣?yán)碚撗芯縖D];西北師范大學(xué);2009年

2 蘆鵬飛;錳原子及其離子光電離過程理論研究[D];四川大學(xué);2003年

3 馬曉光;真實體系中原子和分子光電離散射截面的理論研究[D];四川大學(xué);2004年

4 吳迪;光電離/光解離環(huán)酮類分子及其甲基取代物[D];吉林大學(xué);2007年

5 黃巍;磁光阱冷卻及等離子體環(huán)境下的原子光電離研究[D];清華大學(xué);2012年

6 孔蕊弘;稀有氣體和雙原子分子（CO，，NO）團(tuán)簇的光電離實驗和理論研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2008年

7 蔣德瓊;原子與雙原子分子碰撞轉(zhuǎn)動激發(fā)截面和Ca～+離子光電離過程及其共振結(jié)構(gòu)的理論研究[D];四川大學(xué);2002年

8 青波;原子結(jié)構(gòu)、光電離截面和冷原子吸收譜的研究[D];清華大學(xué);2012年

9 王巧巧;環(huán)酮類和吡咯烷分子光電離/光解離機(jī)制的實驗與理論研究[D];吉林大學(xué);2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 程紹昊;里德堡H原子在非均勻場及金屬面附近的光電離[D];魯東大學(xué);2017年

2 詹友勝;利用同步輻射光電離質(zhì)譜技術(shù)研究甲苯分子離解光電離動力學(xué)[D];東華理工大學(xué);2017年

3 桑萃萃;原子和高離化態(tài)離子的光電離過程的理論研究[D];西北師范大學(xué);2008年

4 高麗璨;高電荷態(tài)離子光電離過程的相對論R-矩陣?yán)碚撗芯縖D];西北師范大學(xué);2013年

5 汪淼;強(qiáng)光電離氫團(tuán)簇的并行數(shù)值模擬研究[D];天津大學(xué);2009年

6 孫長平;原子（離子）光電離過程的理論研究[D];西北師范大學(xué);2008年

7 陳曉虎;3d過渡金屬原子光電離截面態(tài)依賴研究[D];安徽師范大學(xué);2012年

8 傅饒;用并行計算機(jī)模擬二維氫團(tuán)簇的光電離[D];天津大學(xué);2010年

9 劉曉斌;光電離及其逆過程的相對論理論研究[D];西北師范大學(xué);2005年

10 龔蕾;L-薄荷酮光電離解離反應(yīng)動力學(xué)的實驗和理論研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

本文編號：1380310