铱原子奇宇称高激发态能级辐射参数研究

论文摘要

近年来,随着天文观测技术的快速发展,人们获得了大量具有高分辨率和高信噪比的天体光谱。在贫金属星、化学特殊星等天体中一些重金属元素（Lu、Os、Pt、Au和Ir等）谱线的获得,促进了人们对此类天体的结构、演化规律及组成成分的了解。天体光谱分析是通过研究天体的光谱谱线性质,确定天体的化学组成、元素丰度和天体的温度、压力和重力等物理量的天体物理研究过程。原子辐射参数是天体光谱分析中的重要数据,主要包括自然辐射寿命、分支比、跃迁几率和振子强度。然而,重金属元素辐射参数的研究罕见文献记载。本文对铱原子（Ir I,Z=77）的辐射参数进行了实验测量和理论计算。实验测量方面,运用时间分辨激光诱导荧光技术（TR-LIF）和激光烧蚀技术对Ir I奇宇称能级的自然辐射寿命进行测量。实验中,利用激光烧蚀技术获得Ir I,运用TR-LIF技术将Ir I选择激发至待测能级,再经由荧光探测系统观察和采集荧光信号。然后,对荧光衰减曲线进行e指数拟合或解卷积拟合确定待测能级的寿命结果。最终,测量了Ir I位于32513.4358625.10 cm-1之间62个奇宇称能级的辐射寿命,其结果在3.2345 ns之间。据我们所知,其中59个能级的寿命值为首次报道。理论计算方面,我们与比利时Mons大学Quinet教授的科研组合作,用考虑相对论修正和实极化效应的Hartree-Fock方法（HFR+CPOL）计算了Ir I能级低于50000 cm-1的辐射寿命和跃迁几率。将实验测量的寿命值和理论分支比结合,确定了波长范围在205418 nm之间134条Ir I谱线的跃迁几率和振子强度。本文测得的原子数据不但是天体光谱分析所需的重要参数,在原子物理、等离子体物理以及核反应过程模拟等领域的研究中也具有重要的科学和应用价值。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 研究背景和意义
•   1.2 研究现状
•   1.3 本文研究内容
• 第二章 基本原理和方法
•   2.1 基本概念
•     2.1.1 自然辐射寿命
•     2.1.2 分支比、跃迁几率和振子强度
•   2.2 寿命测量方法及装置
•     2.2.1 寿命测量及实验装置
•     2.2.2 实验仪器的介绍
•   2.3 影响寿命测量的几种效应
•     2.3.1 辐射陷阱效应
•     2.3.2 饱和效应
•     2.3.3 碰撞效应
•     2.3.4 超辐射效应
•     2.3.5 飞出视场效应
•     2.3.6 量子拍效应
•   2.4 等离子体环境对测量的影响
•   2.5 寿命误差的确定
• 第三章 铱原子奇宇称高激发态能级辐射参数的测量
•   3.1 引言
•   3.2 实验装置
•   3.3 自然辐射寿命的测量
•   3.4 寿命与振子强度计算
•   3.5 结果与讨论
•   3.6 小结
• 第四章 总结与展望
• 参考文献
• 作者简介及在学期间所取得的科研成果
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 周丽娜

导师: 戴振文

关键词: 铱原子,自然辐射寿命,时间分辨激光诱导荧光,振子强度

来源: 吉林大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 天文学

单位: 吉林大学

基金: 国家自然科学基金项目(编号:U1832114和11174107),吉林省科技发展计划项目(编号:20180101239JC)

分类号: P11

总页数: 50

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