《毕业论文(物理学)__双原子分子和双原子分子离子XY精确势能的理论研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业论文(物理学)__双原子分子和双原子分子离子XY精确势能的理论研究（135页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、四川大学博士学位论文双原子分子和双原子分子离子XY精确势能的理论研究姓名：刘国跃申请学位级别：博士专业：原子与分子物理指导教师：孙卫国20040601四川人学博 卜 学位 论文双原子分子和双原子分子离子X Y 十 精确势能的理论研究原子与分 F 物理研究生刘国跃指导教师专业孙卫国教授本学位论文分为两个部分 第 一 部分采用能量自 洽法( e n e r g y c o n s i s t e n t m e t h o d , E C M) 和E C M势研究了同 核和异 核卤素 双原子分子十个电 子状态的 势 能函数;第二部分在能量自 洽法和势能函数变分思想的基础上，建立了 双原子 分子离子
2、X Y 十 的新变分势能函数E C M I 势，并用该E C MI 势和能量自 洽法研究了部分双原子分子离子X Y + 的精确势能函数第 一 部分首先介绍了双原子分子离解极限的正确分析方法原子分子反 应静力学原理，进而分析比较了研究双原子分子势能函数的不同物理方法，然 后深入阐述了由 孙卫国和冯撷建立的能量自 洽法和E C M势的物理实 质，并将E C M方法推广用于研究同核和异核卤素 双原子 分子十个电子状态的势能函数。 研究表明， E C M势不仅有优秀的物理胜质， rb 且在分子振动全程具有较高的精度: E C M不仅能给出小分子电子态的满意势能结果， 而且对于其电子构造和物 理及化学性
3、质都有 一 定特殊性的卤素双原t 分子，也同样能给出正确的势能曲线。第 _ _ 部分首先分析比较了研究双原子 分子离子X Y + 的势能函数的不同物理方法，然后在深入分析中性双原子分子X Y与 双原子分子离子X Y + 的微观性质差异的基础L ，将变分法的思想引入离f i 势能函数的研究中，建立了双原子分子 离子X Y 十 势能函数的新解析形式E C MI 势，并将能量自 洽法用于不同的双原子分子离1 X Y + 的不同电子状态的E C M I 势能的确定。研究表明，新的双原子 分子离子X Y + 的势能函数E C MI 势不仅具有优秀的物理性质，而且能得到正确的离子全程势能函数。对非常重要而
4、实验和狱 子力学从头计算又往往难以得到的渐近区和离解区的正确势能数据尤其如此。关键词:势能函数能量白洽法变分法离解极限卤素双原子分子双原子分子. , J X 丫四川大学博i 一 学位论文T h e o r e t i c a l s t u d i e s o n t h e a c c u r a t e a n a l y t i c a l p o t e n t i a l e n e r g i e so f d i a t o mi c mo l e c u l e s a n d mo l e c u l a r i o n sMa j o r : A t o m i c a n
5、 dP o s t g r a d u a t e : L i u G u o y u em o l e c u l a r p h y s i c sT u t o r : P r o f S u n WeT h e r e a r e t w o p a rt s in t h i s d i s s e r t a t i o n . I n p a rt o n e , t h e p o t e n t i a l e n e r g i e s o f s o m e e l e c t r o n i cs t a t e s o f s e v e r a l d i a t
6、o m i c h a lo g e n m o l e c u l e s a r e s t u d i e d u s i n g t h e e n e r g y c o n s i s t e n t m e t h o d( E C M ) . I n p a rt t w o , a n E C M f o r i o n s ( E C MI ) i s , p r o p o s e d a n d a p p l i e d t o s t u d y t h e p o t e n t i a le n e r g ie s o f t h e e le c t r o
7、 n ic s t a t e s o f d ia t o m ic m o le c u l a r io n s X Y b a s e d o n th e p h y s ic a l p ic t u r e o ft h e E C M a n d v a r i a t i o n a l p r i n c ip l e .I n t h e f i r s t s e c t i o n , d i f f e r e n t m e t h o d s u s e d t o s t u d y p o t e n t i a l e n e r g i e s o f
8、n e u t r a l d i a t o m i cm o l e c u l e s a r e a n a l y z e d . T h e E C M m e t h o d i s a p p l i e d t o s t u d y t h e p o t e n t ia l e n e r g ie s o f h a l o g e nd i a t o m i c m o le c u l e s . T h e r e s u l t s s h o w t h a t t h e E C M p o t e n t i a l b e h a v e s w e
9、 l l i n w h o l e in t e mu c l e a rr e g i o n , a n d t h a t t h e E C M n o t o n ly g i v e s s a t is f i e d p o t e n t ia l s f o r s m a l le r d i a t o m i c m o l e c u l e s b u ta l s o g e n e r a t e s c o r r e c t p o t e n t i a l e n e r g i e s f o r h e a v i e r m o l e c u
10、 l e s l i k e h a l o g e n d i a t o m i c m o l e c u l e s .I n t h e s e c o n d s e c t i o n , a n e n e r g y c o n s is t e n t m e t h o d f o r i o n ( E C M I ) a n d a n E C M I p o t e n t i a lf u n c t i o n a r e p r o p o s e d t o s t u d y t h e p o t e n t i a l e n e r g ie s o
11、 f d ia t o m i c m o l e c u l a r i o n s X Y . S i n c e t h eC o u l o m b p o t e n t i a l i n c l u d e d i n t h e E C MI p o t e n t ia l o f m o l e c u l a r i o n i s w e l l c h o s e n a n dv a r ia t i o n l l y d e t e r m i n e d , t h e E C M I p o t e n t ia l is s u p e r i o r t
12、 o o t h e r a n a l y t i c a l p o t e n t i a l e n e r g ie s o fd ia t o m ic m o l e c u l a r io n s . T h e E C MI p o t e n t i a l i s u s e d t o s t u d y t h e p o t e n t i a l e n e r g i e s o f s o m ee l e c t r o n i c s t a t e s o f s o m e d i a t o mi c m o l e c u l a r io n
13、s X Y . T h e r e s u l t s s h o w t h a t t h e n e w E C MIp o t e n t i a l n o t o n ly b e h a v e s e x c e l l e n t ly i n t h e io n i c e q u i l i b r i u m r e g i o n b u t a l s o g iv e s c o r r e c tp o t e n t ia l e n e r g y d a t a i n i o n i c a s y m p t o t ic a n d d i s s
14、 o c i a t i o n a r e a w h e r e e x p e r i m e n t a l a p p r o a c h e sa n d a b i n it i o m e t h o d s s u c h a s C l ( c o n f i g u r a t i o n i n t e r a c t i o n ) m a y h a v e d i f f i c u lt y t o o b t a i n r e l i a b lep o t e n t i a l d a t a .K e y w o r d s : P o t e n t
15、 i a l e n e r g y f u n c t i o nE n e r g y - c o n s i s t e n t m e t h o d ( E C M )V a r i a t i o n a l m e t h o d D i s s o c i a t i o n l i m it ,H a lo g e n d i a t o m i c m o l e c u le D i a t o m i c m o l e c u l a r i o n X Y 四力 】 大学博十学位论文 第一部分双原子分子势能函数的精确研究1 引言 1 . 1研究双原子分子势能函数的意
16、义分子势能函 数一 直是原 子分 子物理十分 重 要的 研究 方向 1 . 2 . 3 。 分 子的 动力 学行为，分子的离解通道选择，振转能级结构， 碰撞散射，光离化， 激光机理 和激光与分子的相互作用， 等离子体物理， 星际介质演化与发展， 溶液化学，大气环保等方面的研究都与分子的势能函数有着直接的联系 1 . 2 . 3 . 4 . 5 . 6 1 分 子势能函数是在B o r n - O p p e n h e i m e r 近似下分 子能量的完全描述。 它描述了 分 子的能量、几何结构、力学与光谱性质，是核运动的势函数，是研究原子分子碰撞反应动力学的基础。在团簇的形成、稳定性和离解等问题的研究中非常重 要口“ ” 1 。 目 前多数研究团簇的理论工作多限于 构型和能量的 优化计算， 对团簇内部的微观运动认识有限，难以对团簇的制备和应用提供相应的理论指导。利 用分子势能函数理论，对团簇特别是小团簇的研究，可大大增强对团簇内部微 观运动规律的深刻理解，利用精确解析势能函数进一步作反应动力学的分析， 能得到更多有用的信息
