德拜等离子体中氢原子发射、吸收光谱理谈

摘要：在本论文中,研究了在局域热动平衡近似下,德拜等离子体中氢原子的发射和吸收光谱。计算所的原子能级,辐射跃迁速率,辐射复合截面和光电离截面等原子参数是数值求解德拜屏蔽势的薛定谔方程的。据所知,首次包含等离子体屏蔽效应的原子参数计算等离子体中的发射和吸收光谱。分别研究了氢原子(包括离子)总密度分别为N=1.7×1019cm-3,1.7×1020cm-3和1.7×1021cm-3,电子温度分别为1eV-15eV等情况的德拜等离子体,计算了从高里德堡态和自由态跃迁到1s,2s和2p态的发射光谱,以及从1s,2s和2p态跃迁到高里德堡态和自由态的吸收光谱。的研究工作发现：一、束缚—束缚的共振谱线出现红移,等离子体屏蔽效应导致束缚态之间的能级间隔变小引起的；二、里德堡态光谱截断现象,等离子体屏蔽效应的增强,孤立原子情况下的束缚态能级了连续态,原来的共振谱线变成了连续谱；三、共振谱线强度发生了一定的变化,等离子体屏蔽原子参数后,上能级布居和辐射跃迁速率变化的综合效应产生的。越是高激发态的谱线越容易受到等离子体屏蔽效应的影响；四、连续谱位置和强度也发生了变化。相应地等离子体屏蔽效应也改变了吸收谱峰值的位置和强度。本论文清楚阐明了等离子体屏蔽效应将影响等离子体中的原子发射和吸收光谱性质,这对惯性约束聚变、天体物理等领域的等离子体光谱模拟和辐射输运研究具有的参考。关键词：屏蔽效应论文氢发射谱论文氢吸收谱论文德拜等离子体论文局域热动平衡论文

摘要3-4

Abstract4-6

章 引言6-10

1.1 等离子体6-7

1.2 等离子环境对原子的影响7-8

1.3 本论文的主要工作8-10

章 理论模型10-19

2.1 局域热动平衡近似10

2.2 Boltzmann激发公式和Saha方程10-13

2.3 束缚-束缚态之间的跃迁13-14

2.4 束缚-自由之间的跃迁14-15

2.5 吸收系数和截面的关系15-16

2.5.1 束缚-束缚吸收15-16

2.5.2 束缚-自由(光电)吸收16

2.6 Rosseland平均和Plank平均16-17

2.7 求解能级结构和计算跃迁几率以及光电离截面的理论方案17-19

章 德拜氢等离子体的发射谱19-39

3.1 原子密度N=1.7×10~(19)cm~(-3)情形19-27

3.2 原子密度N=1.7×10~(20)cm~(-3)情形27-33

3.3 原子密度N=1.7×10~(21)cm~(-3)情形33-39

章 德拜氢等离子体的吸收谱39-56

4.1 原子密度N=1.7×10~(19)cm~(-3)情形39-45

4.2 原子密度N=1.7×10~(20)cm~(-3)情形45-50

4.3 原子密度N=1.7×10~(21)cm~(-3)情形50-56

第五章 总结与展望56-57

致谢57-58