该论文包括负离子与原子碰撞的单电子脱附研究和稀土离子的超精细结构实验研究两部分的内容.该论文的研究工作中,应用负离子与原子碰撞过程中电子脱附截面测量的增长率方法建立了由铯溅射负离子源、同位素分离器、真空系统、气体靶室、单粒子技术探测系统和数据获取系统组成的实验装置.与国外相比,该实验装置的特点是:束流穿过气体靶室靶室后,再经过一对平行板产生的偏转电场对束流中的带电粒子和中性粒子进行分离,实现对负离子和中性原子的分别测量;该实验利用周期变化的方波电压信号对偏转电场进行调制,并用逻辑时序脉冲控制数据获取系统,实现只用同一个单粒子探测器分别探测负离子和中性原子,避免了用两个探测器分别探测负离子和中性原子时由于不同的探测效率而引入的误差.该论文包括的另一项研究工作是用快离子激光光谱学方法研究稀土离子的超精细结构.该论文的研究工作利用染料激光器、同位素分离器等实验设备组建的共线快离子束激光光谱学实验装置,系统地测量了稀土元素LaⅡ、PrⅡ、NdⅡ、EuⅡ离子的部分能级的超精细结构光谱,并得出了相应能级的超精细结构常数值.该研究工作补充了LaⅡ的4个能级的超精细相互作用常数的实验数据;测量了PrⅡ12条谱线共18个能级,首次获得了这些能级的电四极超精细相互作用常数,磁偶极超精细相互作用常数的测量结果比Ginibre的结果精度提高了近一个量级;最后,还尝试了用相对论原子计算理论—Dirac Fock方法计算氢元素、中Z元素和稀土元素的超精细结构常数.