He-HF碰撞体系转动激发截面理论的研究.pdfVIP

He-HF碰撞体系转动激发截面的理论研究1 刘万芳，余春日* (安庆师范学院物理与电气工程学院, 安庆 24601 1) E-mail: cryu@；cryu1@ 摘 要：运用密耦近似方法计算了能量在 100meV 下He 原子和基态HF 分子碰撞的态-态转 动激发截面和碰撞能量分别在100meV ，150 meV ，200 meV ，250 meV 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。研究表明：（1 ）在低能散射时，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。低激发态被激发的几率要远 远大于高激发态被激发的几率；激发态越高，大角散射的几率越大。（2 ）尾部效应仅在低激 发态中产生，高激发态不产生尾部效应。 关键词：密耦近似；转动激发；散射截面 1. 引 言 原子与分子碰撞激发在气相驰豫过程、气相反应和输运性质、等离子体和化学激光、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领域中具有重大价值，因而受到人 们的普遍重视[1-5] 。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，特别是单个转动激发微分截面的测量提供了关于势能角度依赖关系最 [6] 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，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。人们对 惰性气体原子与卤化氢分子的相互作用作了大量的研究工作[7-16]，本文采用文献[11]报道的 MS （Maitland-Smith ）相互作用势模型，运用公认的精确度较高的CC近似方法计算了He-HF 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 根据密耦近似方法[17,18]，碰撞过程A+BC （ν =0 ，j =0 ） → A+BC （ν ，j ）的微分散 α α β β 射截面表示为： 1 本课题得到国家安全重大基础研究项目基金(5134202-04)和安徽省自然科学基金资助。 *通讯作者：余春日，E-mail：cryu2@，Tel：0556-3193156 - 1 - dσv j →v j 1 kβ 2 α α β β ⋅ ∑ f (θ,φ) （1） v j M ,v j M dΩ (2J α +1) kα M M β β β α α α α β 其中ν、j 和 M 分别表示分子的振动量子数、转动量子数及其空间固定轴上的投影量子数，l 表示轨道角量子数，k 表示动量，J 表示总角动量量子数。 1 ⎛⎜ 4π ⎞2