Спектроскопія рідбергівських атомів у зовнішньому електромагнітному полі
Розробка квантово-механічного методу опису характеристик рідбергівських атомів у сталому і змінному електричних полях. Моделювання енергій лужних атомів, ширин штарківських резонансів, ймовірностей іонізації з виявленням елементів квантового хаосу.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | автореферат |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 26.09.2015 |
| Размер файла | 807,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Key words: Rydberg atom, external electromagnetic field, Stark effect, operator perturbation theory, quantum defect theory.
Игнатенко А.В. Спектроскопия рідбергівських атомов во внешнем электромагнитном поле. - Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.05 - оптика и лазерная физика. - Одесский национальный университет им. И. Мечникова Министерства образования и науки Украины, Одесса, 2009.
Диссертация посвящена разработке нового квантово-механического подхода к расчету энергетических характеристик атомов во внешнем постоянном электрическом поле (DC эффект Штарка), скрещенных электрическом F и магнитному B полях, переменном электромагнитном поле произвольной силы, базирующемся на операторной теории возмущений (ОТВ), методе комплексных координат (МКК), нерелятивистском одноканальном методе квантового дефекта (МКД) и методах теории хаоса. Впервые выполнен полный расчет энергий и ширин штарковских резонансов в щелочных атомах, в частности: для резонансов (n,n1,n2,m) в Li при напряженности электрического поля =2.1,2.5 кВ/см и (n=15, m=0,1), в атоме Na при =3.59 кВ/см и n1=22-26 (n2=0,1; m=0), в атоме Rb при =2.189, 6.416 кВ/см и n1=18-23 (n2=0-2; m=0), в атоме К при =3.59 кВ/см, n1=21-25 (n2=0,1; m=0,1) и в атоме Сs при =2.25, 8.25 кВ/см и n1=16-22 (n2=0-2; m=0). Сравнение полученных теоретических данных с имеющимися экспериментальными значениями, в частности, для Li, а также для ряда состояний Na, Rb показало достаточно хорошую точность описания резонансов, как правило, значительно более высокую, чем в альтернативных подходах типа метода 1/n-разложения, метод суммирования рядов обычной ТВ, В-сплайнового подхода и др. Большая часть данных для Na, Rb получена впервые. Показано, что эффект гигантского смешивания сильным полем состояний разной четности с одним и тем же n, обнаруженный ранее в атомах лантанидов, практически отсутствует для щелочных атомов. Расчет показал существенную роль учёта квантового дефекта для ридберговских состояний. Выполнена проверка выполнимости скейлинга в зависимостях приведенных энергий и ширин штарковских резонансов от приведенной напряженности электрического поля F= для различных атомов Na, K, Rb, Cs (а также H), разных состояний, значений F и показано, что для энергий резонансов H, Na, K, Rb (для ширин при F>0.5) действительно достаточно четко наблюдается скейлинг, причем для K эффект обнаружен впервые нами. Для тяжелого атома Cs скейлинг проявляется менее четко, что является указанием на необходимость выхода за рамки нерелятивистского приближения. Впервые выполнен расчет энергетических и статистических характеристик спектра ридберговского атома Li в FB поле с четким выявлением квантового хаоса и показано, что плотность собственных значений энергии для различных значений F, B удовлетворяют распределению Броди, в частных случаях переходящему в распределения Пуассона и Вигнера. Разработан новый подход к определению характеристик многоэлектронных ридберговских атомов в переменном электромагнитном поле, базирующийся на МКК, ОТВ и ТКД (МП). Задача сведена к стационарной задаче на собственные значения и собственные векторы энергетической матрицы А (с рассмотрением нескольких флоковских зон), где собственные состояния есть фактически резонансы рассеяния при комплексной энергии: ЕЕ-iГ/2. Диагонализация А выполнена с использованием системы функций задачи Штурма-Лиувилля в приближении МКД. Выполнено детальное изучение динамики ионизации атомов Н, Li, Rb в ридберговских состояниях (Li: n=45-67; Rb: n=58-62;) в микроволновом поле с параметрами: амплитуда поля F=(1.2-3.2)10-9ат.ед, частота /2=8.87 ГГц, /2=15ГГц, /2=36 ГГц и рассчитаны зависимости вероятности ионизации Р атомов Li, Rb от F, n и др. параметров. Для ряда n0 (напр., n~ 63) имеют место локальные нарушения плавного роста Р, связанные с резонансным усложнением структуры спектра Флоке и усложнением связи между связанными состояниями и континуумом. Сравнение теоретических данных по пороговым значениям F10 % (при котором имеет место 10 % ионизация атомов) с имеющимися лишь для ряда n экспериментальными данными (Munich group для Rb: n>60,F=(1.2-3.2)10-9ат.ед,/2=8.87 ГГц, и Virginia group для Li:n<42, /2= 15ГГц) показало в целом физически разумное согласие теории и эксперимента. Впервые на основе метода корреляционного интеграла Гроссбергера-Прокаччи количественно выявлены режимы хаотической ионизации и динамической стабилизации. Большая часть спектральных данных получена в работе с высокой точностью впервые и может быть использована в широком круге приложений в атомной оптике, лазерной физике, астрофизике и др.
Ключевые слова: ридберговский атом, внешнее электромагнитное поле, эффект Штарка, операторная теория возмущений, теория квантового дефекта.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Основи теоретичного опису розрідженого бозе-газу сформульовані М.М. Боголюбовим. Квантово-механічні хвильові пакети. Вивчення спін-поляризованого водню. Посилення атомів та решітка вихорів в бозе-айнштайнівському конденсаті. Дворідинна модель гелію-II.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 15.12.2013Розміри та маси атомів, їх будова. Заряд і маса електрону. Квантова теорія світла, суть лінійчатого характеру атомних спектрів. Квантово-механічне пояснення будови молекул. Донорно-акцепторний механізм утворення ковалентного зв’язку. Молекулярні орбіталі.
лекция [2,6 M], добавлен 19.12.2010Вивчення спектрів електромагнитного випромінювання. Вивчення будови атомів та молекул, речовини в її різних агрегатних станах, різноманітних мінералів. Основний закон світлопоглинання Бугера-Ламберта-Бера. Закон адитивності. Сприйняття кольору і спектру.
презентация [1,5 M], добавлен 07.10.2017Обертання атомних електронів навколо ядра, що створює власне магнітне поле. Поняття магнітного моменту атома. Діамагнітні властивості речовини. Величини магнітних моментів атомів парамагнетиків. Квантово-механічна природа магнітоупорядкованих станів.
курсовая работа [79,6 K], добавлен 03.05.2011Характеристика та поведінка ідеального газу в зовнішньому електричному полі. Будова атмосфери, іоносфери та навколоземного космічного простору. Перший і другий закони термодинаміки. Максимальний ККД теплової машини. Поняття про ентропію, її застосування.
курс лекций [679,8 K], добавлен 23.01.2010Природа і спектральний склад сонячного світла, характер його прямого та непрямого енергетичного перетворення. Типи сонячних елементів на основі напівпровідникових матеріалів. Моделювання електричних характеристик сонячного елемента на основі кремнію.
курсовая работа [2,3 M], добавлен 17.06.2014Корпускулярно-хвильовий дуалізм речовини. Формула де Бройля. Стан частинки в квантовій механіці. Хвильова функція, її статистичний зміст. Рівняння Шредінгера для стаціонарних станів. Фізика атомів і молекул. Спін електрона. Оптичні квантові генератори.
курс лекций [4,3 M], добавлен 24.09.2008Електромагнітні імпульси у середовищі, взаємодія електромагнітних хвиль з речовиною. Квантовій опис атомів і резонансна взаємодія з електромагнітним полем, площа імпульсів. Характеристика явища фотонної ехо-камери та його експериментальне спостереження.
курсовая работа [855,2 K], добавлен 13.08.2010Вплив упорядкування атомів на електроопір сплавів. Вплив опромінення швидкими частинками на впорядкування сплавів. Діаграма стану Ag-Zn. Методика експерименту. Хід експерименту. Приготування зразків. Результати досліджень сплаву AgZn методом електроопору.
реферат [32,3 K], добавлен 29.04.2002Теорія Бора будови й властивостей енергетичних рівнів електронів у водневоподібних системах. Використання рівняння Шредінгера, хвильова функція та квантові числа. Енергія атома водню і його спектр. Виродження рівнів та магнітний момент водневого атома.
реферат [329,9 K], добавлен 06.04.2009Атомно-кристалічна будова металів. Поліморфні, алотропні перетворення у металах. Основні зони будови зливка. Характерні властивості чорних металів за класифікацією О.П. Гуляєва. Типи кристалічних ґраток, характерні для металів. Приклади аморфних тіл.
курс лекций [3,5 M], добавлен 03.11.2010Розрахунок дифузійного p-n переходу. Визначення коефіцієнта дифузії та градієнта концентрацій. Графік розподілу концентрації домішкових атомів у напівпровіднику від глибини залягання шару. Розрахунок вольт-амперної характеристики отриманого переходу.
курсовая работа [675,8 K], добавлен 18.12.2014Розрахунок поля електростатичних лінз методом кінцевих різниць; оптичної сили імерсійних лінзи і об'єктива та лінзи-діафрагми. Дослідження розподілу потенціалів у полях цих лінз та траєкторії руху електронів в аксиально-симетричному електричному полі.
курсовая работа [3,7 M], добавлен 03.01.2014Природа та одержання рентгенівського випромінювання. Гальмівне та характеристичне рентгенівське випромінювання, його спектри. Рентгенівські спектри атомів. Поглинання та розсіяння рентгенівського випромінювання, застосування в медицині, хімії, біології.
реферат [623,6 K], добавлен 15.11.2010Дифузія-поширення речовини в якому-небудь середовищі в напрямку зменшення її концентрації, обумовлене тепловим рухом іонів, атомів, молекул, більших часток. Пояснення причин дифузії законами термодинаміки. Звязок дифузійних процесів зі зміною ентропії.
практическая работа [152,9 K], добавлен 17.10.2008Коротка біографічна довідка з життя Джозефа Джона Томсона. Роль Оуенс-коледж в кар'єрі Томсона. Дослідження катодних променів. Модель атома за Томсоном. Отримання Томсоном в 1906 році Нобелівської премії по фізиці. Спосіб розподілу атомів за Томсоном.
реферат [10,8 K], добавлен 18.03.2010Електропровідна рідина та її властивості в магнітному полі. Двовимірна динаміка магнітогідродинамічного потоку у кільцевому каналі І.В. Хальзев. Моделювання електровихрових полів у металургійних печах. Чисельне моделювання фізичних процесів у лабораторії.
курсовая работа [2,6 M], добавлен 04.05.2014Вивчення будови та значення деревини в народному господарстві. Опис фізичних та хімічних властивостей деревини. Аналіз термогравіметричного методу вимірювання вологості. Дослідження на міцність при стиску. Інфрачервона та термомеханічна спектроскопія.
курсовая работа [927,3 K], добавлен 22.12.2015Розрахунок електричних навантажень механічного цеху. Вибір потужності силових трансформаторів. Розрахунок перерізу жили кабелів, проводів. Техніка монтажу розподільчих пристроїв напругою 0.4 кВ. Правила користування і випробування захисних засобів.
курсовая работа [44,9 K], добавлен 24.03.2013Оптико-гальванічна спектроскопія. Оптогальванічна лазерна спектроскопія. Експериментальна установка для оптогальванічної спектроскопії розряду в лампі з пустотілим катодом. Оптико-рефракційні методи. Метод термолінзи. Дефлекційний метод – міраж – ефект.
реферат [671,6 K], добавлен 22.04.2007
