摘要:原子结构与光谱一直是物理学各个领域无法避开的研究内容，理论研究方面如分子与原子物理，天体物理，到以此为基础的凝聚态物理等。而且这些理论成果也广泛地输出到现如今各个应用领域，典型的如材料物理、半导体物理，化学，太阳能光伏等。要对硅进一步开发就必须了解其性质及参数，本文便是要对硅原子的能级及跃迁参数进行理论计算。理论计算方法方面，参与计算的哈密顿量考虑了诸多修正和效应，如breit修正、QED效应、核体积质量影响等。实际计算工作上，本文采用了相对论的MCDHF方法的GRASP2K程序包，计算了硅原子的各高低激发态能级。对于计算结果，我们将其与其他同行工作者的计算结果、实验测量结果进行了比较，分析了成果、误差与不足，对比误差最高不超过5%，总体在1%以内，因此我们的方法和结果较为合理的。

关键词 硅原子；能级；跃迁几率；光谱；MCDHF方法

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摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1近现代原子或离子能级和光谱研究背景-1

1.2 原子或离子能级和跃迁研究之发展现状-1

1.3本文研究之内容及目的-2

2．原子结构理论的计算方法-3

2.1 狄拉克轨道-3

2.2 组态波函数-4

2.3 原子态波函数-5

2.4 Dirac—Coulomb哈密顿量-5

2.5 相对论的哈密顿量-5

2.6 径向波函数-7

2.7 原子核的修正-10

2.8 横向电磁相互作用-10

2.9 量子电动力学(QED)效应-11

2.10跃迁及其选择定则-12

2.11跃迁几率-14

3．硅原子能级的计算-15

3.1 引言-15

3.2 GRASP2K程序简介-15

3.3程序计算方法-16

3.4原子参数的输入-17

3.5跃迁参数输出-18

3.6中性Si原子能级计算结果及讨论-19

3.7 小结-28

结论-29

致谢-30

参考文献-31