镨原子能级的超精细结构常数研究
在原子中，由核磁矩与电子磁矩之间的耦合引起能级和谱线的微小分裂，称为原子的超精细结构（HFS）分裂。原子HFS的研究在原子物理、核物理及天体物理等领域都具有重要意义。根据原子的HFS，人们能够更全面了解和运用原子结构及光谱性质，同时也能够确定原子核核矩以及原子核的形状。在天体物理中，由于天文观测技术的进步，天体光谱的分辨率有了很大提高，要从这些高分辨率天体光谱中提取更多信息，原子数据至关重要，其中就包括超精细结构数据。能级的HFS分裂将导致观测谱线的增宽、移位和形状的改变，如果不考虑这些影响，可能会导致对天体光谱的错误分析。除此之外，HFS在固体材料的微观结构的诊断中也起着重要作用。 20世纪以来，人们逐渐开始对原子的HFS进行研究，其中对稀土元素的研究尤为重视。镨（Pr）是一种稀土元素，Pr原子（PrI）及低价态离子是所有化学元素中谱线最丰富的体系之一。由于PrI具有大量的能级和光谱线，同时在许多恒星特别是化学特殊星（CP星）中也发现了PrI的谱线，所以对PrI能级的HFS进行测量研究具有重要意义。多年来，许多课题组使用不同的方法研究了PrI的HFS。据我们所知，到目前为止，已有369个PrI能级的超精细结构常数被确定。然而对于美国国家标准和技术研究所（NIST）原子光谱数据库中已知的429个PrI能级，仍有很多能级的HFS需要研究。 本文从美国国家太阳天文台（NSO）数据库（https://nso.edu/data/historical-archive/）获得了镨元素的傅里叶变换光谱（FTS），使用根据最小二乘法以及HFS理论编写的光谱分析拟合程序对所获得的11个FTS中PrI的大量谱线进行超精细结构分析，确定了PrI在0到27602.42cm?1之间的56个能级的磁偶极HFS常数A值，其中大部分结果的误差在10%以内。本文所得的结果补充了PrI的超精细结构数据，丰富了原子光谱数据库，并且有助于Pr的原子结构研究以及天体光谱的准确分析，在原子物理、核物理、等离子体物理和天体物理领域的研究中有重要参考价值。
超精细结构常数;傅里叶变换光谱;镨原子
吉林大学
硕士
光学
戴振文
2023
中文
O614.334
2023-08-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）