全同性原理要求电子波函数必须满足交换反对称性的条件,针对其对多电子系统的瞬态吸收谱产生的影响,运用Ritz变分法求出了具有全同反对称性的氦原子波函数。在此基础上,通过求解三能级模型并与不考虑电子交换作用的旧模型对比,在理论上研究了氦原子阿秒极紫外(XUV)光瞬态吸收谱。该研究突破传统所采用的单电子跃迁模型,重点考虑电子的交换作用对XUV光瞬态吸收谱的影响。研究发现该交换作用对该瞬态吸收谱的强度和吸收峰的位置等物理量都有重要的影响,该研究结果可为运用瞬态吸收谱探测原子内电子超快关联动力学提供参考。

利用数值求解含时薛定谔方程的方法研究了氦原子在超短红外激光脉冲和极紫外激光场作用下的双电离过程。在此过程中,一个电子首先被极紫外激光场电离,然后氦离子既可以被接下来的红光激光场直接隧穿电离,也可以被红外激光场驱动下的电子再散射而发生非次序双电离。这两种双电离通道的干涉可以产生新颖的电子关联动量谱分布。当驱动红外激光脉冲为周期量级时,再散射导致的双电离的两个电子的运动方向可以相同,也可以相反。

以Rayleigh-Ritz变分法以及组态相互作用为理论基础,选取Hylleraas基为基元, 计算了氦原子高激发态能级结构,精度达到10－4以上。在低激发态时,计算结果与Drake的计算结果比较接近, 在高L高激发态时,符合理论预期。 此外,选取L=10激发态为样本,分析了氦原子在第十个激发态时能量收敛情况。通过分析,随着基组的扩大, 能量收敛于一个固定数值,从而证明了计算结果的可靠性。最后,选取L=10激发态为样本,分析了氦原子处于高激发态时分 波对应的关联度和能量贡献度。经过计算, (0,L)L组态 贡献度最大,而其他分波的贡献则很小。因此,组态相互作用法可应用于氦原子的高激发态计算。

利用同步辐射高等光源激发氦原子测量了在能量范围63～66 eV的双电子激发态的真空紫外辐射光谱,给定了sp,2n+(n至26),sp,2n-(n至24)和2pnd(n至9)的氦原子双电子激发态能级位置,获得了一些对认识原子双电子激发态过程中辐射跃迁的影响有价值的结果.

以多电子原子精细结构哈密顿的球张量形式和氦原子非相对论性能级结构理论为基础,借助不可约张量理论, 建立了计算氦原子自旋-其它轨道相互作用精细结构参数的一种解析理论形式.完成了所有的角向积分和自旋求和计算,自旋-其它轨道相互作用精细结构参数最终用若干个径向积分来表示.以氦原子(1s2p)3P态为例,借用类氢形式的径向函数对这些径向积分进行了近似计算.计算结果表明:在氦原子的精细结构中,自旋-其它轨道相互作用与纯自旋-轨道相互作用的作用效果相反;在总自旋-轨道相互作用精细结构参数中,自旋-其它轨道相互作用起决定性作用,它决定着精细结构分裂的顺序.

利用塞曼哈密顿的球张量形式,采用将微扰理论与里兹变分方法相结合的方式,导出了氦原子1snp组态塞曼哈密顿矩阵元的一般形式,给出了氦原子1s3p组态塞曼效应之解,并绘出了不同磁场强度下氦原子1s3p组态的塞曼能级分裂图.

在求解氦原子径向Schrodinger方程时,设计了含有四参数的基态波函数,推导出含有四参数的氦原子基态能级表达式, 分别采用Matlab 7.0最优化运算和Monte-Carlo法,计算了氦原子的基态能量,得到了相应的波函数.将计算结果与其它文献采用变分法所得计算值及实验值进行了比较,结果表明:这种方法不仅计算简便有效,准确性较高,而且所得氦原子基态空间波函数自动满足空间对称性的要求.

本文借助不可约张量理论,导出了通常由光谱实验数据确定的氦原子sp组态自旋-轨道相互作用精细结构参数A的理论计算式,在推导过程中完成所有角向积分和自旋求和计算.

本文用B样条方法计算了受限氦原子的能级与波函数,并在此基础上研究了氦原子的跃迁谱特性,发现了在限制势的作用下,氦原子跃迁谱有非常强的共振增强现象出现.

本文采用拉卡基函数并借助不可约张量理论,导出氦原子(n1sn2p)组态的各种相对论效应的理论计算式,在这一过程中,完成了所有的角向积分和自旋求和计算,其结果用径向矩阵元形式来表示.