理论离实验有多远_——用代数方法精确研究双原子分子的完全振动能谱和离解能.pdf

第 27 卷 　第 2 期 物 　理 　学 　进 　展 Vol . 27 ,No . 2 　2007 年 6 月 PRO GR ESS IN P H YSICS J un . ,2007 文章编号 (2007) 020 15 150 理论离实验有多远 ? ———用代数方法精确研究双原子 分子的完全振动能谱和离解能 孙卫国 ,刘秀英 ,王宇杰 ,詹 　妍 ,樊群超 ( 四川大学原子与分子物理研究所 ,成都 6 10065) 摘 　要 : 　本文较系统地简介了双原子分子振动能谱和离解能的研究历史 、现状及若干研究方 ( ) 法 ,重点介绍了孙卫国等最近建立的研究双原子分子完全振动能谱的代数方法 A M 和计算双原 子分子离解能的新物理公式 。然后应用 A M 方法和离解能新公式对一批同核和异核双原子分子 , 以及双原子分子离子电子态的完全振动能谱和离解能进行了研究 。结果表明 ,A M 方法和新建立 的离解能解析式相结合的理论方法对研究双原子分子及离子的完全振动能谱和离解能是行之有 效的、简单经济的物理方法 ,为实验技术难以精确测量其高激发振动能级或离解能的双原子分子 或离子体系提供了获得精确的完全振动能谱和体系离解能的一种理论新方法 。 ( ) 关键词 :双原子分子 ;振动能谱 ;离解能 ;代数方法 A M 中图分类号 : 　O56 1 　　　文献标识码 :A 0 　总论 0 . 1 　分子光谱和离解能的研究意义 分子光谱是人们研究微观分子世界物理结构和性能的重要物理工具和手段 。通过研究分 子光谱 ,人们可以得到分子中电子运动 、原子核振动与分子转动的详细物理信息 ,可以导出分 子的各个分立能级 。借助获得的相关分子常数 ,人们可以研究关于单个分子的各种性质 ,如分 子内原子间的相互作用力 ,分子的各种能级分布 ,分子的离解热 ,分子的几何结构信息等 。通 过分子光谱人们也可以研究各种稀有的同位素和化学上不稳定的分子体系 ,包括范德华分子 、 自由基以及化学反应中产生的活性中间体和化学反应的机理等 。同时分子光谱也可以发现尚 收稿 日期 : 20070 123 ( ) 基金项 目: 国家自然科学基金 批准号 : 和教育部科学基金资助项 目 通讯联系人 : 孙卫国 , Email : weiguo sun @x263 . net 152 物 理 学 进 展 　 　 27 卷 不知道的或曾被认为不能单独存在的分子 ,例如 C H 、O H 、C2 、He2 、N a2 、CP 和许多其它分子 的结构已经借助于分子光谱被确定了。通过分子光谱 ,人们还可以得到关于分子的统计性质 的相关信息 ,可以研究分子的相关热力学性质 。在当今时代 ,分子科学 、材料科学 、表面科学 、 分析测量科学 、光通信 、天体物理学 、激光科学等的应用和发展 ,都同光谱理论和技术的发展有 着密切的联系[ 1～5 ] 。 现代实验技术已经使我们能够通过对分子光谱的研究 ,获得分子结构的诸多信息 。一般 ( ) ( 来说 ,微波 Micro WaveM W 光谱区对应转动光谱 , 即分子转动能级的跃迁 ;红外 Inf raRed ) ( ) ( IR 光谱区对应振动光谱 , 即分子振动能级的跃迁 ; 而可见光 O