本文關(guān)鍵詞：強外場中里德堡態(tài)鈉原子的光譜研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：外場中里德堡原子特性的研究一直是原子物理學的一個重要研究領(lǐng)域,它不僅涉及到原子物理學和量子力學的許多基本問題,而且可以為相關(guān)學科的研究提供基本數(shù)據(jù),例如等離子物理、天文物理等。本文在實驗上利用飛行時間質(zhì)譜與激光光譜相結(jié)合的技術(shù)對里德堡態(tài)鈉原子在不同外場環(huán)境中的光譜結(jié)構(gòu)進行測量,在理論上采用B樣條基矢展開結(jié)合復坐標旋轉(zhuǎn)的方法進行了計算,通過理論與實驗的緊密結(jié)合,對不同外場條件下光譜特性及非氫原子實效應進行了一系列研究。主要工作包括：(1)里德堡態(tài)鈉原子的磁場效應：實驗上測量了多種偏振激光激發(fā)下里德堡態(tài)鈉原子的抗磁譜結(jié)構(gòu),并在理論上較好地重現(xiàn)了這些譜線結(jié)構(gòu)。對于π偏振情形,從理論上證實了類似電場情形的抗交叉效應,也表明了np量子通道在決定抗磁譜結(jié)構(gòu)中的重要角色。對于σ偏振或復雜偏振情形,通過將其分解為σ+偏振、σ-偏振和π偏振三種基本偏振狀態(tài),得到了與實驗吻合較好的理論計算結(jié)果,這一研究也表明三種基本偏振能態(tài)之間并無耦合作用。(2)里德堡態(tài)鈉原子的電場效應：實驗上獲得了里德堡態(tài)鈉原子在7[偏振和a偏振激發(fā)下的Stark光譜,并進行了相應的理論計算,以Stark map的形式表明了π偏振下能級抗交叉效應的存在,這是電場中非氫原子實效應的體現(xiàn)。在此基礎(chǔ)上對抗磁譜結(jié)構(gòu)的Stark效應進行了研究,觀測到電場引入所導致的譜線分裂和譜線強度重分布,并確認了與氫原子三種類型能態(tài)類似的演化趨勢。(3)電場中非氫原子實效應的可視化：利用我們的理論方法計算了氫原子、構(gòu)造的非氫原子和鈉原子三種體系的振子強度和波函數(shù),發(fā)現(xiàn)電場中非氫原子實導致的能態(tài)耦合效應可以通過電子幾率分布這種形式直觀地表現(xiàn)出來。對波函數(shù)進一步的分析表明,非氫原子的振子強度分布可以從原子實附近波函數(shù)近似對稱性的角度得到解釋。理論計算結(jié)果得到了實驗數(shù)據(jù)的有力支撐。
【關(guān)鍵詞】：里德堡原子 抗磁譜 電場譜 原子實效應 B樣條基矢 量子虧損
【學位授予單位】：中國科學院研究生院(武漢物理與數(shù)學研究所)
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：O562.3
【目錄】：

• 致謝4-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 外場中的Rydberg原子12-15
• 1.1.1 電場中的Rydberg原子12-13
• 1.1.2 磁場中的Rydberg原子13-14
• 1.1.3 平行電磁場中的Rydberg原子14-15
• 1.1.4 其它形式外場的Rydberg原子15
• 1.2 研究方法15-17
• 1.2.1 實驗方法15-16
• 1.2.2 理論方法16-17
• 1.3 研究內(nèi)容及意義17-19
• 第二章 實驗裝置19-31
• 2.1 飛行時間質(zhì)譜儀20-21
• 2.2 原子束源系統(tǒng)21-22
• 2.3 激光系統(tǒng)22-23
• 2.4 信號探測系統(tǒng)23-25
• 2.5 超導磁體25-27
• 2.6 其它常用設(shè)備27-28
• 2.7 飛行時間質(zhì)譜儀Ⅱ的調(diào)試28-31
• 第三章 理論方法31-37
• 3.1 B樣條基矢31-34
• 3.2 理論計算過程34-37
• 第四章 磁場中Rydberg態(tài)鈉原子的光譜37-49
• 4.1 研究背景37-38
• 4.2 實驗構(gòu)型38-39
• 4.3 結(jié)果與討論39-47
• 4.3.1 平行偏振激光下的抗磁譜40-43
• 4.3.2 垂直偏振激光下的抗磁譜43-45
• 4.3.3 復雜偏振狀態(tài)下的抗磁譜45-47
• 4.4 小結(jié)47-49
• 第五章 電場中Rydberg態(tài)鈉原子的光譜49-63
• 5.1 研究背景49-55
• 5.1.1 Stark效應49-53
• 5.1.2 抗磁譜的Stark效應53-55
• 5.2 實驗構(gòu)型55-56
• 5.3 結(jié)果與討論56-62
• 5.3.1 Stark光譜56-60
• 5.3.2 抗磁譜的Stark效應60-62
• 5.4 小結(jié)62-63
• 第六章 電場中非氫原子實效應的波函數(shù)表征63-77
• 6.1 研究背景63-65
• 6.1.1 電場中的非氫原子實效應63-64
• 6.1.2 光致電離顯微鏡64-65
• 6.2 結(jié)果與討論65-75
• 6.3 小結(jié)75-77
• 第七章 總結(jié)與展望77-79
• 參考文獻79-91
• 作者簡介與在學期間發(fā)表的學術(shù)論文與研究成果91-92

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 楊海峰;高偉;成紅;劉紅平;;Nonlinear spectroscopy of barium in parallel electric and magnetic fields[J];Chinese Physics B;2014年10期

2 ;Model Potential Calculations of Oscillator Strength Spectra of Rydberg Li Atoms in External Fields[J];Communications in Theoretical Physics;2009年08期

3 ;Positions and Widths of Anticrossings for Potassium Rydberg Stark States[J];Communications in Theoretical Physics;2007年01期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 楊海峰;鋇原子強外場效應光譜研究[D];中國科學院研究生院（武漢物理與數(shù)學研究所）;2012年

2 孟慧艷;B樣條基組方法在強外場中原子譜計算中的應用[D];中國科學技術(shù)大學;2007年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 陶冠奇;銫原子高里德堡態(tài)Stark結(jié)構(gòu)[D];山西大學;2009年

  本文關(guān)鍵詞：強外場中里德堡態(tài)鈉原子的光譜研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號：336923