资源描述：
《he-hbr碰撞体系转动激发截面的理论研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、http://www.paper.edu.cn1He-HBr碰撞体系转动激发截面的理论研究1,3**2,33余春日，汪荣凯，杨向东(1.安庆师范学院物理与电气工程学院，安庆246011；2.贵州师范大学理学院,贵阳550001;3.四川大学原子与分子物理研究所，成都610065)摘要：运用密耦近似方法计算了能量在100meV下He原子和基态HBr分子碰撞的态-态转动激发截面和碰撞能量分别在100meV,150meV,200meV下的总微分截面和总分波截面；总结了该碰撞体系散射截面的变化规律。系统研究表明：在低能散射
2、时，弹性散射主要发生在小角部分，非弹性转动激发主要发生在大角部分。关键词：密耦近似；转动激发；散射截面1引言原子分子碰撞过程中的转动激发是碰撞问题中的重要课题之一，这不仅因为原子与分子碰撞激发在原子分子物理学研究中占有十分重要的地位，而且在气相驰豫过程、气相反应和输运性质、等离子体和化学激光中的能量转移与辐射衰变、多原子混合气体热散射过程以及星际空间的冷却过程等科技[1-3]领域中具有重大价值，因而受到人们的普遍重视。通过对散射截面和二阶维里系数等数据的分析可获得原子分子碰撞系统势能表面的全面描述，特别是单个转动激
3、发微分截面的测量提供了关于势能[4]角度依赖关系最详细的信息。惰性气体原子与卤化氢分子的相互作用一直是实验和理论十分关注的研究对象。近年来，由于这些系统在化学激光领域变得越来越重要，因此必须对它们的相互作用进行更充分地研究。但卤化氢具有强腐蚀性，对实验设备损害非常严重，实验难度远远大于其它分子，因此散射实验数据极少。这样，从理论上研究氦原子与卤化氢分子碰撞激发并给出规律性结论就显得尤为重要。针对惰性气体原子与[5-8][9]卤化氢分子的相互作用，人们提出了多种相互作用模型，本文采用孙桂华等针对He-NO体系构造[1
4、0]的MS（Maitland-Smith）相互作用势模型，并运用公认的精确度较高的CC近似方法计算了He-HBr碰撞体系在不同碰撞能量下的微分散射截面和分波散射截面，总结了该碰撞体系转动激发截面的变化规律。2密耦近似方法(+)ρρ根据Born-Oppenheimer近似，原子A和双原子分子BC碰撞体系的总波函数ψ(R,r)满足的αSchro&&dinger方程为：1基金项目：国家自然科学基金（批准号：10574096）和高等学校博士点专项科研基金（20020610001）作者简介：余春日（1965-），男，安徽宿松
5、人，安庆师院副教授。安徽师大在职研究生，四川大学原子与分子物理研究所访问学者，主要从事原子与分子物理研究工作。**通讯联系人：余春日，E-mail:cryu@mail.edu.cn,cryu2@sina.com1http://www.paper.edu.cn()(+)(ρρ)H−EψR,r=0（1）αρρ式中r是双原子分子中两核之间的相对位置矢量，R是入射原子A相对靶分子BC质心的相对位置矢量，如图1所示。E是体系的总能量，（+）表示波函数满足外向边界条件，a表示入射通道量子数的完全集。体系的Hamiltonian
6、算符为：22η2η2H=−∇−∇+V(R,r,cosθ)（2）Rr2µ2µA,BCBC其中µ和µ分别为总体系和双原子分子的约化质量，cosθ=Rˆ·rˆ。A,BCBC体系的总波函数可以写为:ψ(+)()Rρ,rρ=1∑gJ()R×φ(r)YlrJr(Rˆ,rˆ)（3）αKRnrJrlr,naJaManrJrJMαnαJαnrJrlrJ式中g(R)是入射原子相对分子质心运动的径向波函数，φ(r)是双原子分子振－转波函数的径向部分，下标α表示入射通道，下标γ表示其它可能发生的通道，n是分子初态的振动量子数，αηk是初态
7、通道的相对动量，l、J分别表示γ通道中原子绕nαJαγγ分子转动和靶分子转动的量子数。Y(Rˆ,rˆ)代表原子绕分子转动和分子中原子转动的总角函数。当R→∞时，总波函数的渐近形式为:ψ(+)()Rρ,rρ⎯⎯→⎯eiknαJαzφ(r)Y(rˆ)+1eiknγJγRφ(r)Y(rˆ)f(Rˆ)（4）αR→∞nαJαJαMα∑RnrJrJrlrnrJrMr,naJaManrJrMr双原子分子的振转波函数φ(r)满足径向方程:nrJr222⎡η1∂J()J+1η⎤rr()⎢−2r+2+VBCr⎥φnrJr(r)=εnr
8、JrφnrJr(r)（5）2µr∂r2µr⎣BCBC⎦**lβJβ把（2）、（3）、（5）代入（1）式，然后两边乘上φY(Rˆ,rˆ)并积分可得：nβJβJMa2l(l+1)⎛dββ2⎞J⎜−+k⎟g(R)⎜dR2R2nβJβ⎟nβJβlβ,naJaMa⎝⎠2µA,BCJJ()=∑V()RgR（6）η2nβJβlβ,nγJγlγnβJβlβ,naJaManr
