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不均匀场中氢分子离子高次谐波的理论研究强激光场作用到原子或分子上会产生一系列非线性现象,其中高次谐波作为产生孤立阿秒脉冲的手段,受到了国内外研究者的关注。
本论文采用求解含时薛定谔方程的方法,对氢分子离子在不均匀场中高次谐波的产生以及阿秒脉冲的合成进行了理论研究。
主要内容有:(1)不均匀场作用下氢分子离子高次谐波的产生以及阿秒脉冲的合成。
计算结果显示,同均匀场相比,电离的电子在不均匀场中加速会获得更多的
能量,从而更有利于得到宽频谱。
此外,通过优化不均匀场中的空间不均匀度,长量子路径被明显的抑制,最终通过叠加110阶到150阶谐波,获得一个60as的孤立阿秒脉冲。
同时,通过库仑势和激光场的相互作用势以及时频分布图解释了其中的物理机制。
(2)在双色场和不均匀场的合成场作用下氢分子离子高次谐波的产生以及阿秒脉冲的合成。
计算结果显示,同单色的不均匀场相比,双色的不均匀场能够进一步的拓宽截止位置,提高谐波效率。
此外,通过优化双色激光场的参数,长量子路径被明显的抑制。
与此同时,根据时频图以及经典的计算结果对其物理过程进行了详细的解释。
最终通过叠加240阶到350阶谐波,获得一个29as的孤立阿秒脉冲。
一、 计算方法密度泛函理论（DFT ）、含时密度泛函理论（TDDFT ）二、 计算方法原理1． 计算方法出处及原理本计算方法设计来源于量子化学理论中的Born –Oppenheimer 近似，给近似下认为原子核不动, 这样电子就相当于在一个由核产生的外部的静态势场 V 中运动。
那么一个固定的电子态可以用波函数 Ψ(1r , · · · ,N r ), 并且满足多 N 电子体系薛定谔方程:()()22ˆˆˆˆ,2N N N i i j i i i i j H T V U V r U r r E m <⎡⎤⎡⎤ψ=++ψ=-∇++ψ=ψ⎢⎥⎣⎦⎣⎦∑∑∑ (2-3) 其中，● Ĥ, 哈密顿算符;● E , 体系总能量;● ˆT, 动能项; ● ˆV, 由带正电的原子核引起的外场势能项; ● Û, 电子电子相互作用能。
通常把 ˆT和 Û 叫做通用算符, 因为对于任何一个 N 电子体系, 表达式都相同.而势能函数 ˆV与体系密切相关。
由于电子相互作用项 Û 的存在, 复杂的多体系的薛定谔方程公式 2-3并不能拆分为简单的单电子体系的薛定谔方程。
根据 DFT 的核心理念, 对于一个归一化的波函数 Ψ, 电子的密度 n(r ) 可以定义为:333*231212()(,,)(,,)N N N n r N d r d r d r r r r r r r =⋅⋅⋅ψ⋅⋅⋅ψ⋅⋅⋅⎰⎰⎰ (2-4)更重要的是, DFT 的核心理念告诉我们, 对于一个给定的基态, 如果基态的电子密度0()n r 是知道的话, 那么基态的波函数012(,,)N r r r ψ⋅⋅⋅就唯一确定。
也就是说, 基态的波函数0ψ是基态电子密度0n 的泛函[11], 表达为:[]00n ψ=ψ (2-5)既然有以上的假定, 那么对于基态的任何一个观测量ˆO, 它的数学期望就应该是0n 的泛函:[][][]000ˆO n n O n =ψψ (2-6) 特别的, 基态的能量也是0n 的泛函:[][][]0000ˆˆˆE E n n T V U n ==ψ++ψ (2-7) 这里外部势能的贡献[][]00ˆn V n ψψ可以通过基态的电子密度0n 来精确表达：300[]()()V n V r n r d r =⎰ (2-8)或者外部势能ˆVψψ可以用电子密度 n 来表达: 30[]()()V n V r n r d r =⎰ (2-9)泛函 T [n ] 和 U [n ] 被称作通用泛函, 而势能泛函 V [n ] 被称做非通用泛函, 因为它与当前研究的系统息息相关。
荧光探针分子探测硫化氢机理的理论研究作者：王晨阳李福胜管艳华梁法库来源：《江苏理工学院学报》2020年第02期摘要：一直以来，荧光探针反应作为一种重要的反应机理被人们广泛关注。
人们对荧光探针性质做了大量的试验，然而对荧光探针的理论计算关注度较低。
对检测硫化氢的荧光探针的物理性质进行了详细的理论研究：首先，优化了4'-（二乙氨基）-3-羟基黄酮分子和探针分子的结构;之后，计算并分析了探针的频率以及吸收和发射光谱，理论上清晰地阐明探测硫化氢前后探针分子荧光行为和性质的改变;再次，还计算了探针分子的前线分子轨道，研究并分析探测过程中分子内的电子分布情况;最后，通过详细分析，很好地解释了荧光探针分子的探测机制，并验证了试验的准确性，为以后对该荧光探针的研究提供了帮助。
并且得出结论：化合物A与2，2'-二吡啶二硫基苯甲酸反应生成探针分子，并与被探测物质硫化氢反应生成产物分子。
关键词：分子轨道理论;溶剂致变色;电子转移;密度泛函理论;激发态中图分类号：O785+ .5 文献标识码：A 文章编号：2095-7394（2020）02-0081-06荧光探针原理是利用探针分子与被探测物反应生成新的分子，通过检测生成的分子可以确定被探测物。
荧光探针机理作为一种重要的反應机理，在生物、化学、物理等方面都发挥着重要的作用，被广泛应用于各个领域[1-5]。
因此，荧光探针的检测反应机理一直以来都受到国内外专家的重点研究。
[6-9]硫化氢（H2S）是继一氧化氮和一氧化碳之后的第三种内源性有毒气体信号化合物（气体传输器），具有臭蛋味。
人的身体可以产生少量硫化氢，硫化氢对身体有重要的作用，正常浓度的硫化氢对调节细胞氧化还原反应和其他反应起着至关重要的作用。
研究已经证实，硫化氢不仅可以放松血管平滑肌，而且可以引起血管舒张并降低血压;硫化氢还是一种有效的抗炎颗粒;此外，硫化氢是一种有效的抗氧化剂，可以增加抗氧化剂含量。
高次谐波拟合
高次谐波拟合是指将一个非线性周期信号拟合成多项式函数的过程。
其中，高次谐波是指频率是基波频率的整数倍的谐波。
由于周期信号通常包含无限多个谐波，因此拟合方法需要选择合适的谐波数量。
采用高次谐波拟合可以用于信号处理、信号调制、通信系统等领域。
常见的高次谐波拟合方法包括傅里叶级数拟合、小波变换拟合、神经网络拟合等。
拟合效果的好坏取决于选用的拟合方法以及选用的谐波数量，通常需要通过实验和优化来确定最佳的拟合策略。
光谱法鉴定手性化合物的绝对构型——从仪器表征到理论计算王娟;杨笑迪【摘要】手性化合物的结构确定,尤其是新型手性化合物的绝对构型测定一直是不对称研究的重要工作.除单晶测试外,光谱学方法近年来被广泛应用于手性分子结构鉴定,主要包括电子和振动圆二色谱、旋光光谱、旋光拉曼谱等.本文对上述测试方法的原理、应用范围和相关理论计算方法做了介绍.把谱学测试与理论计算相结合,将成为手性分子结构鉴定的重要发展方向.【期刊名称】《大学化学》【年(卷),期】2016(031)011【总页数】8页(P37-44)【关键词】绝对构型;理论与计算化学;电子圆二色谱;振动圆二色谱;旋光光谱【作者】王娟;杨笑迪【作者单位】复旦大学化学系,上海200433;复旦大学先进材料实验室,上海200438【正文语种】中文【中图分类】G64;O6自1848年Pasteur从外消旋的酒石酸铵钠中分离出左旋与右旋的酒石酸铵钠晶体，到1874年J.H.van′t Hoff与J.A.Le Bel提出碳原子的四面体模型，立体化学便成为有机化学及药物化学家的重要研究课题之一[1]。
从19世纪至今，人们对有机化学的认知发生了根本性转变，手性化合物已渗透到有机化学与药物化学的各个领域。
尤其在药物研发过程中，药物分子的功能性与其立体构型密切相关。
因此，准确有效地确定手性化合物的绝对构型至关重要。
手性化合物绝对构型的测定经历了漫长的探索与实践。
最早确定分子手性的方法是有机合成法，即从初始已知手性的化合物开始，通过手性控制的有机化学反应，将其转化为目标化合物的方法。
而有机反应路线过渡态计算，作为合成实验的有力补充，已经辅助有机化学工作者攻克了众多富有挑战性的复杂手性化合物[2]。
从仪器表征角度出发，目前确定手性分子绝对构型的方法主要有X射线单晶衍射法、核磁共振(NMR)法和光谱学方法等。
在各类测量方法中，X射线单晶衍射法作为一种可以精确测定分子三维空间结构的物理方法，是判断手性结构最有效的方法，其测试原理是基于分子中各原子对X射线的反常散射效应[3]。
强激光场中模型氢原子高次谐波的特性研究
李会山;张耀文
【期刊名称】《青海大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2008(026)006
【摘要】通过数值计算求解含时的薛定谔方程,研究了单个激光脉冲作用下4个不同势函数对应的一维模型氢原子产生的高次谐波,并将其与三维真实氢原子的高次谐波比较.结果表明:势函数势阱的形状对一维模型氢原子的高次谐波强度产生较大影响,但是谐波的截止位置不变.
【总页数】4页(P66-69)
【作者】李会山;张耀文
【作者单位】西北师范大学物理与电子工程学院,甘肃,兰州,730070;青海大学,青海,西宁,810016;西北师范大学物理与电子工程学院,甘肃,兰州,730070;陇东学院物理与电子工程学院,甘肃,庆阳,745000
【正文语种】中文
【中图分类】TN248.21
【相关文献】
1.超强激光场中氢原子电离几率和辐射相对论高次谐波研究 [J], 温吉华
2.超强激光场中氢原子辐射高次谐波蒙特卡罗模拟 [J], 温吉华;李凯红
3.伪谱-泰勒级数法在求解含时薛定谔方程中的应用——氢原子在强激光场中的高次谐波谱 [J], 舒畅;刘海林;田志东;杨明;乔豪学
4.用谱拟合法计算强激光场中氢原子的高次谐波谱 [J], 乔豪学;李白文
5.静电场对强激光场中氢原子产生高次谐波的影响 [J], 金成;周效信;赵松峰
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脉冲形状对氢原子高次谐波的影响
崔磊;王帆;徐秀莲;曾祥华
【期刊名称】《光子学报》
【年(卷),期】2008(37)11
【摘要】在含时密度泛函理论框架下,采用经典和量子相结合的模型,模拟了氢原子在超强飞秒激光脉冲作用下的高次谐波产生现象,并研究了激光脉冲形状对氢原子高次谐波的影响.结果表明,氢原子的高次谐波谱具有典型的原子谐波谱的特征;具有"下降-平台-截止"的结构和偶次谐波被禁闭仅出现奇次谐波的选择性特征;不同的脉冲形状会导致高次谐波的截止频率和谱线强度的变化.
【总页数】4页(P2159-2162)
【关键词】含时密度泛函理论;超强飞秒激光;高次谐波;氢原子
【作者】崔磊;王帆;徐秀莲;曾祥华
【作者单位】宿迁学院基础部,江苏宿迁223800;扬州大学物理科学与技术学院复杂性科学中心,江苏扬州225002
【正文语种】中文
【中图分类】O562.1
【相关文献】
1.脉冲形状对3次谐波转换的影响分析 [J], 韩伟;钟伟;李富全;向勇;王礼全;李恪宇;贾怀庭;冯斌
2.强激光场中模型氢原子的势函数对产生高次谐波强度的影响 [J], 李会山;李鹏程;
周效信
3.脉冲形状和静电场对电离率和高次谐波的影响 [J], 薛艳丽;程太旺;李晓峰;林圣路;傅盘铭
4.考虑不同脉冲形状时群速失配效应在二次谐波自相关法中的影响 [J], 张帆;阮双琛
5.静电场对强激光场中氢原子产生高次谐波的影响 [J], 金成;周效信;赵松峰
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lumo到homo跃迁的振子强度（f值）是描述分子在紫外可见光谱中吸收特定波长光线的能力的重要参数。
通过研究分子的光谱性质，我们可以了解其电子结构和化学性质，为材料科学和药物设计提供重要参考。
本文将详细介绍lumo到homo跃迁的振子强度，包括其定义、计算方法、影响因素以及在实际应用中的意义。
一、lumo到homo跃迁的振子强度（f值）是指分子在吸收光线时lumo和homo之间的跃迁强度，通常用f表示。
f值越大，表示分子在特定波长下吸收光线的能力越强。
二、计算方法:1. 量子化学计算方法是计算f值的常用手段，包括密度泛函理论（DFT）、含时密度泛函理论（TDDFT）和多种体方法等。
2. 在TDDFT方法中，可以通过求解线性响应方程来计算f值，利用分子轨道能量和电子布居差分来确定lumo和homo之间的跃迁强度。
3. 在实际计算中，通常还需要考虑溶剂效应和受限条件下的修正，以提高计算的准确性。
三、影响因素:1. 分子的电子结构是决定f值的重要因素，包括分子的轨道能级、轨道叠加程度和空间分布等。
2. 分子的对称性和共振结构也会影响f值，对称性较高的分子通常具有较大的f值。
3. 溶剂的极性和介电常数对f值也有一定影响，溶剂分子对分子的激发态进行准静态调整，从而影响f值的大小。
四、实际应用意义:1. f值可用于解释分子在吸收光谱中的吸收强度和频率分布，为光物理和光化学研究提供重要参考。
2. 在染料、光敏剂和光电材料等领域，f值可用于预测分子的光学性质和光稳定性，指导材料设计和合成。
3. 在药物设计中，f值能够反映分子的药效和毒性，为合理设计具有特定药理活性的分子提供重要依据。
lumo到homo跃迁的振子强度（f值）是描述分子在光谱中吸收光线能力的重要参数，其计算方法复杂多样，受多种因素影响。
研究f值可以帮助我们深入了解分子的光学性质和电子结构，对材料科学和药物设计具有重要意义。
希望本文能够对读者对此有所帮助。
分子振动能级知识点分子振动是分子内部原子相对运动的一种形式，它决定了分子在不同能级上的能量分布和分子的热力学性质。
本文将介绍分子振动能级的基本概念、计算方法和在物理化学领域的应用。
一、分子振动能级的定义和性质分子振动能级指的是分子振动的不同状态所对应的能量值。
根据量子力学的原理，分子的振动能级是量子化的，即只能取离散的能量值。
分子振动的能级结构与分子的结构、质量和力场有关。
分子振动能级具有以下性质：1. 能级间隔与分子的势能关系密切相关。
分子振动能级间的能量差与分子内原子间的键长和键强有关，通常情况下，能级间隔随着键长增加而减小，随着键强增加而增大。
2. 能级数量随着振动的自由度增加而增加。
一个分子的振动能级数量取决于它的自由度，自由度越多，能级数量越多。
3. 振动能级的密度随能量增加而增加。
在低能量范围内，振动能级密度较低，而在高能量范围内，振动能级密度较高。
二、分子振动能级的计算方法分子振动能级的计算一般采用量子力学的方法，其中应用最广泛的是基于简谐振动近似的振动能级计算。
简谐振动是指分子振动在势能曲面和振幅相对较小的范围内的近似行为。
根据简谐振动近似，可以得到分子振动能级的近似解析表达式。
常见的计算方法包括：1. 简谐振动模型的计算方法。
该方法通过假设能势面是二次函数，即简谐势，利用量子力学的方法求解薛定谔方程得到振动能级。
这种方法在分子振动的低能级范围内比较准确。
2. 力常数方法。
该方法利用实验测定得到的分子力常数矩阵，通过量子力学的方法计算振动能级。
这种方法适用于含有多个原子的复杂分子体系。
3. 密度泛函理论方法。
该方法是一种基于电子结构理论的计算方法，通过求解Kohn-Sham方程计算分子的振动能级。
这种方法适用于大分子和复杂分子体系。
三、分子振动能级在物理化学中的应用分子振动能级在物理化学领域具有广泛的应用，包括以下方面：1. 分子光谱学。
分子的振动能级对应的能量差与分子吸收和发射光的波长有直接关系，通过测量分子在不同振动能级间的跃迁，可以得到分子的光谱信息，如红外光谱和拉曼光谱。
