20、原子能级计算方法及实例分析

原子能级计算方法及实例分析

在原子物理学中，准确计算原子的能级是一项重要且具有挑战性的任务。目前，有两种基于WBEPM理论的方法可用于能级计算，分别是通过电离能公式的方法和引入量子亏损概念的三步法。

两种能级计算方法的比较

这两种方法在原子能级计算中都有不错的表现，但偏差的数量级有所不同。第一种方法的绝对偏差通常在eV量级，一般为几十到几百波数（cm⁻¹），少数情况下可能超过几百cm⁻¹，其偏差量级与MBPT、RCI、MCDF等现有方法相当，但比第二种方法的偏差大。而第二种方法的绝对偏差在波数（cm⁻¹）量级，经过数千次能级计算，大部分偏差小于1 cm⁻¹，其偏差量级与多通道量子亏损理论（MQDT）相当，并且能处理一些MQDT难以处理的系统，计算简单却能得到良好的结果。

第一种方法偏差较大的原因主要有两个：
- 相对论效应估计不足 ：在给定的等光谱能级系列中，相对论效应对能量的贡献随核电荷的k次方（$Z^k$，$k\geq4$）变化，而在计算中$k = 4$。第二种方法的$\delta_n$与$m^{-6}$相关。若$k > 4$，第一种方法的结果可能会得到改善。
- 能级微扰效应评估差异 ：两种方法在评估能级微扰效应方面存在差异。

WBEPM理论的能级计算公式（即式(4.2.6)）以及确定参数的两种方法，广泛适用于具有单电子和多电子的原子系统、单激发和双激发系统、高Z原子的离子系统、低能级和高能级、未微扰和微扰能级以及各种耦合类型的能级计算，具有普遍性、简单性和准确性的特点。

实例分析

为了更直观地展示WBEPM理