發(fā)布時(shí)間：2020-11-16 02:38

　　 近年來(lái),隨著天文觀測(cè)技術(shù)的快速發(fā)展,人們獲得了大量具有高分辨率和高信噪比的天體光譜。在貧金屬星、化學(xué)特殊星等天體中一些重金屬元素(Lu、Os、Pt、Au和Ir等)譜線的獲得,促進(jìn)了人們對(duì)此類(lèi)天體的結(jié)構(gòu)、演化規(guī)律及組成成分的了解。天體光譜分析是通過(guò)研究天體的光譜譜線性質(zhì),確定天體的化學(xué)組成、元素豐度和天體的溫度、壓力和重力等物理量的天體物理研究過(guò)程。原子輻射參數(shù)是天體光譜分析中的重要數(shù)據(jù),主要包括自然輻射壽命、分支比、躍遷幾率和振子強(qiáng)度。然而,重金屬元素輻射參數(shù)的研究罕見(jiàn)文獻(xiàn)記載。本文對(duì)銥原子(Ir I,Z=77)的輻射參數(shù)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)量和理論計(jì)算。實(shí)驗(yàn)測(cè)量方面,運(yùn)用時(shí)間分辨激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)(TR-LIF)和激光燒蝕技術(shù)對(duì)Ir I奇宇稱(chēng)能級(jí)的自然輻射壽命進(jìn)行測(cè)量。實(shí)驗(yàn)中,利用激光燒蝕技術(shù)獲得Ir I,運(yùn)用TR-LIF技術(shù)將Ir I選擇激發(fā)至待測(cè)能級(jí),再經(jīng)由熒光探測(cè)系統(tǒng)觀察和采集熒光信號(hào)。然后,對(duì)熒光衰減曲線進(jìn)行e指數(shù)擬合或解卷積擬合確定待測(cè)能級(jí)的壽命結(jié)果。最終,測(cè)量了Ir I位于32513.43~58625.10 cm~(-1)之間62個(gè)奇宇稱(chēng)能級(jí)的輻射壽命,其結(jié)果在3.2~345 ns之間。據(jù)我們所知,其中59個(gè)能級(jí)的壽命值為首次報(bào)道。理論計(jì)算方面,我們與比利時(shí)Mons大學(xué)Quinet教授的科研組合作,用考慮相對(duì)論修正和實(shí)極化效應(yīng)的Hartree-Fock方法(HFR+CPOL)計(jì)算了Ir I能級(jí)低于50000 cm~(-1)的輻射壽命和躍遷幾率。將實(shí)驗(yàn)測(cè)量的壽命值和理論分支比結(jié)合,確定了波長(zhǎng)范圍在205~418 nm之間134條Ir I譜線的躍遷幾率和振子強(qiáng)度。本文測(cè)得的原子數(shù)據(jù)不但是天體光譜分析所需的重要參數(shù),在原子物理、等離子體物理以及核反應(yīng)過(guò)程模擬等領(lǐng)域的研究中也具有重要的科學(xué)和應(yīng)用價(jià)值。
【學(xué)位單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：P11
【部分圖文】：

圖 2.3 壽命測(cè)量實(shí)驗(yàn)裝置示意圖2. 空心陰極放電法：對(duì)由待測(cè)元素做陰極材料的空心陰極燈兩極施加陰極與陽(yáng)極的持續(xù)放電，激發(fā)陰極材料產(chǎn)生自由原子束的方法[53-55]。應(yīng)用于難熔元素原子或離子的產(chǎn)生。3. 元素氣化法：將研究的元素樣品置于真空狀態(tài)的高溫爐內(nèi)進(jìn)行加品氣化產(chǎn)生原子束[52,56]。該方法只可獲得布居在基態(tài)或較低的亞穩(wěn)態(tài)性原子。由于實(shí)驗(yàn)裝置溫度的限制，此方法難以用于難熔金屬原子可調(diào)諧激發(fā)光的獲得能級(jí)輻射壽命的實(shí)驗(yàn)測(cè)量中，由共振激發(fā)將原子和離子由下能級(jí) Ej能級(jí) Ek，由下式可得到激發(fā)波長(zhǎng)kjkjEEhhv ..............................................

圖 2.4 熒光信號(hào)強(qiáng)度隨延時(shí)的變化實(shí)驗(yàn)中，對(duì)同一待測(cè)能級(jí)采集不同延時(shí)下的熒光信號(hào)進(jìn)行擬合，得到壽命結(jié)果。若這些擬合值在誤差范圍內(nèi)保持一個(gè)常數(shù)，則該能級(jí)的測(cè)量環(huán)避開(kāi)了等離子體環(huán)境下各種效應(yīng)（碰撞效應(yīng)、超輻射效應(yīng)和輻射陷阱效應(yīng)影響。這個(gè)常數(shù)就是待測(cè)能級(jí)的自然輻射壽命。如果不同延時(shí)下熒光衰減的擬合值存在很大差別，那么可以調(diào)節(jié)等離子體產(chǎn)生環(huán)境，消除各種效應(yīng)響。詳見(jiàn)本章 2.3 節(jié)。2.5 壽命誤差的確定壽命測(cè)量時(shí)，對(duì)采集到的熒光衰減曲線進(jìn)行 e 指數(shù)擬合和卷積擬合可待測(cè)能級(jí)的壽命值。根據(jù)研究經(jīng)驗(yàn)[62]，當(dāng)壽命結(jié)果大于激發(fā)光脈寬（8 ns）倍時(shí)，進(jìn)行 e 指數(shù)擬合可直接確定準(zhǔn)確的壽命結(jié)果；若反之，則需要克服發(fā)光脈寬和探測(cè)系統(tǒng)響應(yīng)等因素造成的影響，需對(duì)采集的激發(fā)脈沖信號(hào)和

第三章 銥原子奇宇稱(chēng)高激發(fā)能級(jí)輻射參數(shù)研究采取有效的措施進(jìn)行避免，詳見(jiàn)本文 2.3 節(jié)。了獲得具有良好信噪比的熒光信號(hào)，每條熒光衰減曲線需平均 100于每個(gè)能級(jí)，記錄 10 條以上不同實(shí)驗(yàn)條件下的熒光衰減曲線，對(duì)每?jī)纱危�取這些曲線擬合值的平均值作為此能級(jí)的最終壽命結(jié)果。根，當(dāng)壽命結(jié)果小于激發(fā)脈沖寬度的 5 倍（約 40 ns）時(shí)，需將采集的指數(shù)函數(shù)結(jié)合，對(duì)熒光衰減曲線進(jìn)行卷積擬合，獲得可靠的能級(jí)壽 3.1 給出了 Ir I 52051.75 cm 1能級(jí)的熒光衰減曲線及卷積擬合曲線。值大于 40 ns，進(jìn)行 e 指數(shù)擬合時(shí)需注意擬合起點(diǎn)的選擇，避開(kāi)激發(fā)光的影響，獲取準(zhǔn)確的壽命結(jié)果，擬合過(guò)程詳見(jiàn)第二章 2.5 節(jié)。圖40.34 cm 1能級(jí)的熒光衰減曲線及 e 指數(shù)擬合曲線。
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