磁场中原子能级分裂的两种分析方法及其比较

原子在磁场中的行为,是一个重要而又基本的问题.本文分别用量子力学和对称性方法讨论孤立单电子原子在均匀外磁场中的能级分裂问题,并对两种方法加以比较.     

应用对称性研究碱金属原子的能级分裂

应用对称性研究了碱金属原子在无外场而有自旋轨道耦合作用和在均匀强弱磁场中的能级分裂，并计算了其能级一级近似值。     

均匀磁场中二维运动的二电子系的能级分裂

应用定态微扰理论，研究均匀弱磁场中，两电子体系的能级分裂情况．理论推导结果表明：一级近似下，基态能级无移动；第一激发态的能级分裂为五条，简并度由十六降为十一，也说明，外磁场使体系的对称性降低．     

帕邢-巴克效应的简单处理

在强磁场中的单电子（价电子）原子，忽略电子的自旋一轨道相互作用，电子的自旋、轨道矢量分别绕外磁场作拉摩尔旋进而使能级分裂，从而讨论原子光谱的分裂并推出光谱分裂后的频率公式。     

破缺对称性

本文对物理学中的破缺对称性及其引起对称性破缺的机理进行讨论和分析,同时还介绍了在规范理论中占重要地位的自发破缺对称性.     

原子态在外磁场中能级不分裂的一种判定方法

用３个量子数Ｌ，Ｓ，Ｊ来判定原子态在外磁场中能级是否分裂．分析了原子态在弱磁场中不发生分裂的根本原因，比通过计算朗德因子ｇ的判定方法简便．     

塞曼哈密顿在｜^3PJMJ〉表象中的矩阵元

以多电子原子塞曼哈密顿的球张量形式为基础，借助单体和双体算符在Slater表象中的矩阵元公式，利用不可约张量理论和角动量耦合理论推导出了包含磁场二次项的塞曼哈密顿在｜^3PJMJ〉表象中矩阵元的一般表达式。以氦原子1s4p组态为例，计算了氦原子4^3P态的精细结构裂距，并绘出了能级分裂图。     

周期性磁场下的GaAs/AlxGa1-xAs单量子阱中电子的能带结构

为了研究外磁场对量子阱中电子的能带结构的影响，采取一种简单的可解析求解的模型，研究了周期性磁场下的ＧａＡｓ／ＡｌｘＧａ１－ｘＡｓ单量子阱中电子的能带结构，发现在周期性磁场的作用下，在ｚ方向上的能量是分立的量子化能级，而原来在ｘ－ｙ平面内连续的能级分裂成分立的一系列许可带，但是在ｘ方向上能量仍然是连续的，同时对其能带的特点和形成机制进行探讨。     

电子在磁埸中运动的对称性

本文在普遍讨论电子在磁场中运动对称性的基础上,较详细地讨论电子在二维磁场中运动的对称性,采用把一个算符分解为具有玻色子、费米子性质的产生算符和消灭算符组合的方法,同时计算出相对论和非相对论情况下电子在二维均匀磁场中的能量。此外,对具有确定宇称的三维磁场中运动电子的对称性也作了讨论。     

磁性外尔半金属的发现

外尔半金属是一种新奇的拓扑量子物态，具有手性相反的外尔点和表面态费米弧结构.这种独特的电子结构赋予了外尔半金属奇特的物理性质，如手性反常和量子振荡等.外尔半金属按照对称性不同的破缺方式可以分为中心反演对称性破缺的非磁性外尔半金属和时间反演对称性破缺的磁性外尔半金属.其中磁性外尔半金属的电子结构对磁结构的具体形式非常敏感，因此可以通过外加磁场或电场来改变磁矩的方向，以达到操控其拓扑相变和物理性质的变化.这一特性在自旋电子学领域具有潜在的应用价值.具有笼目结构的铁磁体Co₃Sn₂S₂是首个被实验证实的磁性外尔半金属.本文主要综述了磁性外尔半金属Co₃Sn₂S₂的发现，包括输运性质、理论计算和电子结构的测量，并对磁性外尔半金属未来的研究进行了展望.     

核外电子排布与能级图问题探讨

本文将从理论上解释能级分裂与能级交错、填充电子顺序和失去电子顺序不一致的原因,以及某些元素原子的电子层结构呈现例外的原因。     

碱金属原子反常塞曼效应的微扰论分析

利用微扰论分析了碱金属原子在静磁场中有精细结构时的反常塞曼效应，推导出了发生反常塞曼效应时能级分裂的能量一般表达式，并且由Na原子的特例给出了证明。     

对称性破缺及其应用——纪念李政道、杨振宁获诺贝尔物理学奖50周年

对称性是物理学中的一个重要概念。在物理学的时空世界中,不同种类的粒子、不同种类的相互作用、整个复杂的自然界,包括人类自身,都是对称性破缺的产物。对物理学中的对称性破缺理论进行了深入的分析,并探讨了对称性破缺在生物学中的应用。     

塞曼哈密顿在|~3 PJM_J〉表象中的矩阵元

以多电子原子塞曼哈密顿的球张量形式为基础,借助单体和双体算符在Slater表象中的矩阵元公式,利用不可约张量理论和角动量耦合理论推导出了包含磁场二次项的塞曼哈密顿在|3PJMJ〉表象中矩阵元的一般表达式。以氦原子1s4p组态为例,计算了氦原子43P态的精细结构裂距,并绘出了能级分裂图。     

"屏蔽库仑场中的电子"体系对称性的讨论

通过不考虑自旋轨道耦合的"屏蔽库仑场中的电子"体系的能级在自旋轨道耦合作用下分裂的例子,对不考虑自旋轨道耦合的"屏蔽库仑场中的电子"体系具有SO3对称性提出质疑,并运用对称性理论推证应具于高于SO3的对称性.     

碱金属原子经典规则及混沌运动能级分布的统计规律

采用Ｓｔｕｒｍｉａｎ函数展开的方法计算了在中等强度均匀磁场（４．２Ｔ）中钠原子能级间隔的统计分布，并研究了钠原子经典规则及混沌运动能级分布服从的统计规律。     

交叉电场和磁场中的氢原子

本文讨论了处在交叉电场和磁场中的氢原子的低激发态能级的分裂情况，指出垂直磁场的存在并不破坏电场单独存在时氢原子能级的简并性，为研究高激发态能谱的性质提供了必要的知识。     

试论规范变换,相对性原理与真空对称性破缺

本文就规范变换，相对性原理与真空对称性破缺之间的关系进行了论述，并讨论了真空对称性破缺的机制．     

任意强度磁场中氦原子能级的塞曼分裂

以氦原子能级的精细结构理论和任意强度磁场中氦原子的塞曼哈密顿为基础,对任意强度磁场中氦原子的所有里德堡态(组态为1snl,其中n和l可取一切可能值)的塞曼分裂效应进行了系统的研究,重点是在考虑线性塞曼效应的基础上进一步考虑了平方塞曼效应,借助不可约张量理论导出了氦原子各里德堡态的塞曼分裂能级的解析表达式,绘制了反映塞曼分裂特征的结构图。     

数字图像处理在塞曼效应中的应用

塞曼效应是原子的能级在外磁场中出现分裂的现象,应用数字图像处理技术,对塞曼效应分裂谱线图像进行处理,将图像中具有一定宽度的干涉圆环条纹细化为单像素宽度的二值化图像,采用Hough变换方法实现了条纹直径的自动提取并求得荷质比。与理论值相比,荷质比的百分误差为0.26%。