第14卷 第2期
1997年 4月原 子 与 分 子 物 理 学 报CHINESE JOU RNAL OF ATOM IC AND M OLECULAR PHYSICS Vol. 14, . 2Apr. , 1997
慢电子与原子、分子碰撞的理论研究
杨向东
四川联合大学高温高压与原子分子科学研究所 成都 610065
摘要
艹勾清泉教授建立的慢电子散射物理模型被广泛用于研究电子、正电子与原子、分子碰撞, 通过三十多年的研究实践证明艹勾清泉教授慢电子散射物理模型是成功的。
关键词 慢电子散射 物理模型 原子 分子
早在五十年代, 艹勾清泉教授就开展了慢电子散射的理论研究, 这是因为慢电子被原子或分子散射的总截面与动量转移截面对研究高温气体中电子输运性质十分重要, 有重要的应用背景。
慢电子-原子碰撞物理模型的基本思想如下:
由于慢电子经历原子附近的时间较长, 电子波受到原子作用而发生畸变, 不能再用平面波描述慢电子的运动了。为了计算畸变波函数, 必须仔细考察入射电子与靶原子间的相互作用。入射电子与靶原子的碰撞, 可以看成入射电子在靶原子等效势场中的运动。这个等效势主要由三部分组成。一是没有考虑入射电子带来的扰动, 原子产生的静势(即原子核与核外电子产生的库仑势) 。第二, 当入射电子通过靶原子附近时, 使得靶原子的电子云发生形变, 从而产生电矩, 即入射电子极化了靶原子; 反过来, 极化了的靶原子对入射电子产生一个偶极矩的作用, 可用极化势来表示。第三, 入射电子与靶原子中电子间的交换作用也必须考虑。这可引入一个交换势来表示。总之, 入射电子在原子有效势场中的势能可表示成静势能V 0(r ) , 极化势能V p (r ) 和交换势能V e (r ) 之和。
艹氧和氖原子对慢电子散射的总截勾清泉教授等人用上述物理模型首先计算了氮、
面[1], 计算结果与实验结果符合得很好。从八十年代初期开始, 我们作为艹勾清泉教授的研究生, 在艹勾清泉教授指导下首先对电子与基态原子和激发态原子的弹性散射进行了大量的比较系统的研究(包括对交换势及相对论效应的研究) , 得到了丰硕的研究成果[2-15]。然后, 我们对SiH 4、PH 3、H 2S 、HCl 和CH 4、NH 3、H 2O 、H F 系列分子的单中心波
[16, 17]函数和能量进行了系统的计算。并进而推广和发展了艹勾清泉教授的慢电子与原子
碰撞的物理模型, 来研究慢电子与分子碰撞, 考虑到分子的对称性和高温气体中分子处于 收稿日期:1997年2月4日
不断的转动之中, 我们构造了分子的单中心球形对称波函数, 并计算了慢电子被CH 4、NH 3、H 2O 、H F 、SiH 4、HCl 等分子散射的总截面和动量转移截面[17-21]。考虑到正电子与原子中电子的不可交换性, 也对正电子与某些原子的碰撞进行了研究。
如上所述, 艹勾清泉教授建立的慢电子散射物理模型经过三十多年的科研实践, 得到了考验、推广和发展, 并取得了裴然的科学成果。我作为艹勾老师的学生, 从一九七八年考入吉林大学攻读原子分子物理专业研究生开始, 至今已有近二十年的时间。最令人难以忘怀的是从一九八一年毕业跟随先生到成都科技大学工作以来, 得到艹勾老师的关心和教诲最多,
进。
参考文献
1 艹潘守甫等, 中国科学, (1981) 24, 965勾清泉、
艹勾清泉, 原子与分子物理学报, (1985) 2(2) , 11; XI CPEAC, U SA (1981) 2 杨向东、
艹3 勾清泉、周茂堂、杨向东, 成都科技大学学报, (1982) 4, 59
艹4 杨向东、勾清泉, 成都科技大学学报, (1983) 3, 99
5 王治文, 吉林大学自然科学学报, (1983) 2, 65
6 艹崔作林, 中国科学, (1984) 27, 745勾清泉、
艹勾清泉, 原子与分子物理学报, (1987) 4(3) , 4177 杨向东、
艹8 李萍、杨向东、勾清泉, 原子与分子物理学报, (1987) 4(4) , 555
艹勾清泉, 原子与分子物理学报, (1987) 4(4) , 5699 孙金锋、杨向东、
艹10 李萍、勾清泉, 原子与分子物理学报, (1988) 5(4) , 851
艹11 勾清泉、李萍, 中日原子分子物理学术论会文集, 日本1988
艹12 周效信、孙金锋、勾清泉, 原子与分子物理学报, (1989) 6(4) , 1153
艹13 孙金锋、勾清泉, 原子与分子物理学报, (1991) 8(2) , 1810
艹勾清泉, 原子与分子物理学报, (1991) 8(3) , 189314 孙金锋、
艹15 孙金锋、勾清泉, 原子与分子物理学报, (1991) 8(4) , 1991
艹勾清泉, 原子与分子物理学报, (1991) 8(1) , 171616 陈奇峰、杨向东、
艹17 杨向东、陈奇峰、勾清泉, 原子与分子物理学报, (1992) 9(1) , 2110
艹18 勾清泉、杨向东, 原子与分子物理学报, (1985) 2(3) , 1
艹艹杨向东、19 勾秉聪、勾清泉, 原子与分子物理学报, (1989) 6(1) , 929
艹勾清泉, 原子与分子物理学报, (1987) 4(2) , 35920 杨向东、
艹21 勾清泉、杨向东, 原子与分子物理学报, (1989) 6(1) , 921
22 陈奇峰、杨向东, 成都科技大学学报, (1991) 57, 47
23 陈奇峰、杨向东, 原子与分子物理学报, (1991) 8(3) , 1961
24 陈奇峰、杨向东, 成都科技大学学报, (1994) 76, 56艹勾老师对科学事业执着的追求精神将永远激励我在科学研究和探索的道路上前[22-24]
THE THEORETICAL STUDY OF COLLISIO NS BETWEEN
SLO W ELECTRONS AND ATO MS, MO LECULES
Y ang Xiangdong
S ichuan Union Uiv ersity Chengdu 610065
ABST RACT
By use of physical model, suggested by professor Gou Q ingquan, we study collisions between electron(positron) and atom(molecule).
Key words:Slow electron scattering Physical model Atom M olecule
第14卷 第2期
1997年 4月原 子 与 分 子 物 理 学 报CHINESE JOU RNAL OF ATOM IC AND M OLECULAR PHYSICS Vol. 14, . 2Apr. , 1997
慢电子与原子、分子碰撞的理论研究
杨向东
四川联合大学高温高压与原子分子科学研究所 成都 610065
摘要
艹勾清泉教授建立的慢电子散射物理模型被广泛用于研究电子、正电子与原子、分子碰撞, 通过三十多年的研究实践证明艹勾清泉教授慢电子散射物理模型是成功的。
关键词 慢电子散射 物理模型 原子 分子
早在五十年代, 艹勾清泉教授就开展了慢电子散射的理论研究, 这是因为慢电子被原子或分子散射的总截面与动量转移截面对研究高温气体中电子输运性质十分重要, 有重要的应用背景。
慢电子-原子碰撞物理模型的基本思想如下:
由于慢电子经历原子附近的时间较长, 电子波受到原子作用而发生畸变, 不能再用平面波描述慢电子的运动了。为了计算畸变波函数, 必须仔细考察入射电子与靶原子间的相互作用。入射电子与靶原子的碰撞, 可以看成入射电子在靶原子等效势场中的运动。这个等效势主要由三部分组成。一是没有考虑入射电子带来的扰动, 原子产生的静势(即原子核与核外电子产生的库仑势) 。第二, 当入射电子通过靶原子附近时, 使得靶原子的电子云发生形变, 从而产生电矩, 即入射电子极化了靶原子; 反过来, 极化了的靶原子对入射电子产生一个偶极矩的作用, 可用极化势来表示。第三, 入射电子与靶原子中电子间的交换作用也必须考虑。这可引入一个交换势来表示。总之, 入射电子在原子有效势场中的势能可表示成静势能V 0(r ) , 极化势能V p (r ) 和交换势能V e (r ) 之和。
艹氧和氖原子对慢电子散射的总截勾清泉教授等人用上述物理模型首先计算了氮、
面[1], 计算结果与实验结果符合得很好。从八十年代初期开始, 我们作为艹勾清泉教授的研究生, 在艹勾清泉教授指导下首先对电子与基态原子和激发态原子的弹性散射进行了大量的比较系统的研究(包括对交换势及相对论效应的研究) , 得到了丰硕的研究成果[2-15]。然后, 我们对SiH 4、PH 3、H 2S 、HCl 和CH 4、NH 3、H 2O 、H F 系列分子的单中心波
[16, 17]函数和能量进行了系统的计算。并进而推广和发展了艹勾清泉教授的慢电子与原子
碰撞的物理模型, 来研究慢电子与分子碰撞, 考虑到分子的对称性和高温气体中分子处于 收稿日期:1997年2月4日
不断的转动之中, 我们构造了分子的单中心球形对称波函数, 并计算了慢电子被CH 4、NH 3、H 2O 、H F 、SiH 4、HCl 等分子散射的总截面和动量转移截面[17-21]。考虑到正电子与原子中电子的不可交换性, 也对正电子与某些原子的碰撞进行了研究。
如上所述, 艹勾清泉教授建立的慢电子散射物理模型经过三十多年的科研实践, 得到了考验、推广和发展, 并取得了裴然的科学成果。我作为艹勾老师的学生, 从一九七八年考入吉林大学攻读原子分子物理专业研究生开始, 至今已有近二十年的时间。最令人难以忘怀的是从一九八一年毕业跟随先生到成都科技大学工作以来, 得到艹勾老师的关心和教诲最多,
进。
参考文献
1 艹潘守甫等, 中国科学, (1981) 24, 965勾清泉、
艹勾清泉, 原子与分子物理学报, (1985) 2(2) , 11; XI CPEAC, U SA (1981) 2 杨向东、
艹3 勾清泉、周茂堂、杨向东, 成都科技大学学报, (1982) 4, 59
艹4 杨向东、勾清泉, 成都科技大学学报, (1983) 3, 99
5 王治文, 吉林大学自然科学学报, (1983) 2, 65
6 艹崔作林, 中国科学, (1984) 27, 745勾清泉、
艹勾清泉, 原子与分子物理学报, (1987) 4(3) , 4177 杨向东、
艹8 李萍、杨向东、勾清泉, 原子与分子物理学报, (1987) 4(4) , 555
艹勾清泉, 原子与分子物理学报, (1987) 4(4) , 5699 孙金锋、杨向东、
艹10 李萍、勾清泉, 原子与分子物理学报, (1988) 5(4) , 851
艹11 勾清泉、李萍, 中日原子分子物理学术论会文集, 日本1988
艹12 周效信、孙金锋、勾清泉, 原子与分子物理学报, (1989) 6(4) , 1153
艹13 孙金锋、勾清泉, 原子与分子物理学报, (1991) 8(2) , 1810
艹勾清泉, 原子与分子物理学报, (1991) 8(3) , 189314 孙金锋、
艹15 孙金锋、勾清泉, 原子与分子物理学报, (1991) 8(4) , 1991
艹勾清泉, 原子与分子物理学报, (1991) 8(1) , 171616 陈奇峰、杨向东、
艹17 杨向东、陈奇峰、勾清泉, 原子与分子物理学报, (1992) 9(1) , 2110
艹18 勾清泉、杨向东, 原子与分子物理学报, (1985) 2(3) , 1
艹艹杨向东、19 勾秉聪、勾清泉, 原子与分子物理学报, (1989) 6(1) , 929
艹勾清泉, 原子与分子物理学报, (1987) 4(2) , 35920 杨向东、
艹21 勾清泉、杨向东, 原子与分子物理学报, (1989) 6(1) , 921
22 陈奇峰、杨向东, 成都科技大学学报, (1991) 57, 47
23 陈奇峰、杨向东, 原子与分子物理学报, (1991) 8(3) , 1961
24 陈奇峰、杨向东, 成都科技大学学报, (1994) 76, 56艹勾老师对科学事业执着的追求精神将永远激励我在科学研究和探索的道路上前[22-24]
THE THEORETICAL STUDY OF COLLISIO NS BETWEEN
SLO W ELECTRONS AND ATO MS, MO LECULES
Y ang Xiangdong
S ichuan Union Uiv ersity Chengdu 610065
ABST RACT
By use of physical model, suggested by professor Gou Q ingquan, we study collisions between electron(positron) and atom(molecule).
Key words:Slow electron scattering Physical model Atom M olecule