原子核的有限体积效应对高离化态离子能级和波函数的影响

郑曙东; 李博文; 李冀光; 董晨钟; 袁文渊

doi:10.7498/aps.58.1556

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原子核的有限体积效应对高离化态离子能级和波函数的影响

郑曙东 , 李博文 , 李冀光 , 董晨钟 , 袁文渊

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原子核的有限体积效应对高离化态离子能级和波函数的影响

郑曙东, 李博文, 李冀光, 董晨钟, 袁文渊

物理学报, 2009, 58(3): 1556-1562.

doi: 10.7498/aps.58.1556

The influences of the finite nuclear size effects on the energy levels and wavefunctions of hydrogen-like ions

Zheng Shu-Dong, Li Bo-Wen, Li Ji-Guang, Dong Chen-Zhong, Yuan Wen-Yuan

Acta Phys. Sin., 2009, 58(3): 1556-1562.

doi: 10.7498/aps.58.1556

摘要
在相对论理论框架下，分别在点电荷和两参数Fermi核模型近似下计算了高离化态类氢离子（Z=80—112）n=1—3壳层的波函数和能级. 分析了核有限体积效应对它们的影响. 在此基础上，给出了核有限体积效应对原子能级的修正公式. 同时，还进一步讨论了相对论效应和核有限体积效应之间的相互影响，发现对高Z元素相对论效应与核有限体积效应之间有很强的耦合.

关键词:
原子核有限体积效应 /

高离化态离子 /

相对论效应
Abstract
Based on the relativistic theory, the wavefunctions and low-lying levels of highly charged states of hydrogen-like ions for the shells n=1—3 were calculated using different nuclear models——point-like nuclear and Fermi nuclear models with two parameters, respectively. The influence of the finite nuclear size on wavefunctions and level energies were analysed. Furthermore, a fitting formula related to nuclear parameter a and c in Fermi nuclear model for finite nuclear effects on the atomic level energy is deduced. The mutual influence between the relativistic effect and the finite nuclear size effects were discussed. It is found that there is a strong coupling between relativistic effect and finite nuclear size effects for high-Z elements.

Keywords:
finite nuclear size effects /

highly charged ions /

relativistic effect
作者及机构信息
郑曙东²,

李博文¹,

李冀光¹,

董晨钟¹,

袁文渊¹

(1)西北师范大学物理与电子工程学院,兰州 730070; (2)西北师范大学物理与电子工程学院,兰州 730070；青海大学基础部,西宁 810016

基金项目: 国家自然科学基金（批准号: 10876028, 10774122）, 高等学校博士学科点专项科研基金（批准号: 20070736001）, 兰州重离子加速器国家实验室原子核理论中心基金及西北师范大学科技创新工程项目（批准号: NWNU-KJCXGC-03-21）资助的课题.
Authors and contacts
Zheng Shu-Dong²,

Li Bo-Wen¹,

Li Ji-Guang¹,

Dong Chen-Zhong¹,

Yuan Wen-Yuan¹

(1)西北师范大学物理与电子工程学院,兰州 730070; (2)西北师范大学物理与电子工程学院,兰州 730070；青海大学基础部,西宁 810016
参考文献

施引文献

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[2]	刘尚宗, 颉录有, 丁晓彬, 董晨钟. 相对论效应对类锂离子能级结构及辐射跃迁性质的影响. 物理学报, 2012, 61(9): 093106. doi: 10.7498/aps.61.093106
[3]	刘昆, 宁传刚, 石砳磊, 苗雨润, 邓景康. 探测二茂铁外价轨道(e,2e)反应中的扭曲波效应. 物理学报, 2011, 60(2): 023402. doi: 10.7498/aps.60.023402
[4]	门福殿, 何晓刚, 周勇, 宋新祥. 强磁场中超冷费米气体的相对论效应. 物理学报, 2011, 60(10): 100502. doi: 10.7498/aps.60.100502
[5]	范召兰, 门福殿, 窦瑞波. 硬球势中相对论费米气体的热力学性质. 物理学报, 2010, 59(6): 3715-3719. doi: 10.7498/aps.59.3715
[6]	胥建卫, 王顺金. 电子的相对论平均场理论与一阶、二阶Rashba效应. 物理学报, 2009, 58(7): 4878-4882. doi: 10.7498/aps.58.4878
[7]	何彪, 易有根, 江少恩, 唐永建, 郑志坚. 电子碰撞Ga, As, Pt, W和Au原子Lα X射线产生截面的理论计算. 物理学报, 2009, 58(10): 6879-6883. doi: 10.7498/aps.58.6879
[8]	颉录有, 张志远, 董晨钟, 蒋军. 高离化态类镍离子电子碰撞激发过程的相对论扭曲波理论研究. 物理学报, 2008, 57(10): 6249-6258. doi: 10.7498/aps.57.6249
[9]	徐慧, 盛政明, 张杰. 相对论效应对大振幅电子等离子体振荡破裂影响的数值模拟. 物理学报, 2007, 56(2): 968-976. doi: 10.7498/aps.56.968
[10]	杨鹏飞, 陈文学. 超导体界面层的电场电荷分布及起源. 物理学报, 2006, 55(12): 6622-6629. doi: 10.7498/aps.55.6622
[11]	王伟民, 郑春阳. 超强短脉冲激光在不同密度分布等离子体中的自聚焦. 物理学报, 2006, 55(1): 310-320. doi: 10.7498/aps.55.310
[12]	徐慧, 盛政明, 张杰. 相对论效应对激光在等离子体中的共振吸收的影响. 物理学报, 2006, 55(10): 5354-5361. doi: 10.7498/aps.55.5354
[13]	刘玉孝, 赵振华, 王永强, 陈玉红. 氦原子和类氦离子基态能量的变分计算及相对论修正. 物理学报, 2005, 54(6): 2620-2624. doi: 10.7498/aps.54.2620
[14]	吴国华, 郭弘, 刘明伟, 邓冬梅, 刘时雄. 尾波场与相对论效应对激光脉冲自相位调制及频移影响的比较研究. 物理学报, 2005, 54(7): 3213-3220. doi: 10.7498/aps.54.3213
[15]	陈刚, 楼智美. 四参数双原子分子势阱中相对论粒子的束缚态. 物理学报, 2003, 52(5): 1075-1078. doi: 10.7498/aps.52.1075
[16]	屈一至, 仝晓民, 李家明. 电子与原子、离子碰撞过程的相对论效应. 物理学报, 1995, 44(11): 1719-1726. doi: 10.7498/aps.44.1719
[17]	马锦秀, 盛政明, 徐至展. 相对论效应对共振吸收的影响. 物理学报, 1992, 41(2): 253-259. doi: 10.7498/aps.41.253
[18]	仝晓民, 李家明. 原子内壳层双光子衰变的相对论效应和屏蔽效应. 物理学报, 1989, 38(9): 1406-1412. doi: 10.7498/aps.38.1406
[19]	李福利. 用负温度高能离子束的相对论多普勒效应实现从红外到X射线连续调谐激光器. 物理学报, 1980, 29(4): 429-438. doi: 10.7498/aps.29.429
[20]	朱世昌. 广义相对论中自转球体的引力质量亏损和转动质量效应. 物理学报, 1979, 28(6): 894-900. doi: 10.7498/aps.28.894

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物理学报. 2009, 58(3): 1556-1562.

doi: 10.7498/aps.58.1556.

原子核的有限体积效应对高离化态离子能级和波函数的影响

1. (1)西北师范大学物理与电子工程学院,兰州 730070; (2)西北师范大学物理与电子工程学院,兰州 730070；青海大学基础部,西宁 810016

基金项目: 国家自然科学基金（批准号: 10876028, 10774122）, 高等学校博士学科点专项科研基金（批准号: 20070736001）, 兰州重离子加速器国家实验室原子核理论中心基金及西北师范大学科技创新工程项目（批准号: NWNU-KJCXGC-03-21）资助的课题.

收稿日期: 2008-04-16
修回日期: 2008-06-22
刊出日期: 2009-03-20

摘要: 在相对论理论框架下，分别在点电荷和两参数Fermi核模型近似下计算了高离化态类氢离子（Z=80—112）n=1—3壳层的波函数和能级. 分析了核有限体积效应对它们的影响. 在此基础上，给出了核有限体积效应对原子能级的修正公式. 同时，还进一步讨论了相对论效应和核有限体积效应之间的相互影响，发现对高Z元素相对论效应与核有限体积效应之间有很强的耦合.

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(1)西北师范大学物理与电子工程学院,兰州 730070; (2)西北师范大学物理与电子工程学院,兰州 730070；青海大学基础部,西宁 810016

Authors and contacts

(1)西北师范大学物理与电子工程学院,兰州 730070; (2)西北师范大学物理与电子工程学院,兰州 730070；青海大学基础部,西宁 810016

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(1)西北师范大学物理与电子工程学院,兰州 730070; (2)西北师范大学物理与电子工程学院,兰州 730070；青海大学基础部,西宁 810016

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The influences of the finite nuclear size effects on the energy levels and wavefunctions of hydrogen-like ions

1. (1)西北师范大学物理与电子工程学院,兰州 730070; (2)西北师范大学物理与电子工程学院,兰州 730070；青海大学基础部,西宁 810016

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