外场中里德堡原子特性的研究一直是原子物理学的一个重要研究领域,它不仅涉及到原子物理学和量子力学的许多基本问题,而且可以为相关学科的研究提供基本数据,例如等离子物理、天文物理等。本文在实验上利用飞行时间质谱与激光光谱相结合的技术对里德堡态钠原子在不同外场环境中的光谱结构进行测量,在理论上采用B样条基矢展开结合复坐标旋转的方法进行了计算,通过理论与实验的紧密结合,对不同外场条件下光谱特性及非氢原子实效应进行了一系列研究。主要工作包括：(1)里德堡态钠原子的磁场效应：实验上测量了多种偏振激光激发下里德堡态钠原子的抗磁谱结构,并在理论上较好地重现了这些谱线结构。对于π偏振情形,从理论上证实了类似电场情形的抗交叉效应,也表明了np量子通道在决定抗磁谱结构中的重要角色。对于σ偏振或复杂偏振情形,通过将其分解为σ+偏振、σ-偏振和π偏振三种基本偏振状态,得到了与实验吻合较好的理论计算结果,这一研究也表明三种基本偏振能态之间并无耦合作用。(2)里德堡态钠原子的电场效应：实验上获得了里德堡态钠原子在7[偏振和a偏振激发下的Stark光谱,并进行了相应的理论计算,以Stark map的形式表明了π偏振下能级抗交叉效应的存在,这是电场中非氢原子实效应的体现。在此基础上对抗磁谱结构的Stark效应进行了研究,观测到电场引入所导致的谱线分裂和谱线强度重分布,并确认了与氢原子三种类型能态类似的演化趋势。(3)电场中非氢原子实效应的可视化：利用我们的理论方法计算了氢原子、构造的非氢原子和钠原子三种体系的振子强度和波函数,发现电场中非氢原子实导致的能态耦合效应可以通过电子几率分布这种形式直观地表现出来。对波函数进一步的分析表明,非氢原子的振子强度分布可以从原子实附近波函数近似对称性的角度得到解释。理论计算结果得到了实验数据的有力支撑。