随着激光技术与粒子束技术的发展，原子和分子在强场中的动力学行为引起了人们广泛的关注。理论上，含时密度泛函理论( TDDFT)由于其明确的物理思想、严密的理论基础、广泛的适用范围而受到人们的关注。它已经发展成为处理多电子系统线性和非线性含时响应行为的标准工具。本文发展了一个描述复杂体系电子动力学的时间相关局域密度近似与离子动力学耦合的模型一电子.离子关联动力学模型( TDLDA-MD)。利用该模型研究了多原子分子在激光场和粒子场中的电子响应及电子.离子关联动力学。　　 利用TDLDA-MD，将电子自由度和离子自由度非绝热自洽的耦合，分别系统地研究了乙烯分子、水分子在激光场中的响应。研究表明，分子在激光场中的激发行为对激光频率、强度、脉冲长度表现出很强的依赖性。在激光强度、脉冲长度一定的情况下，当激光频率处于共振频率区时，分子的电离增强，库仑爆炸容易发生；在激光频率、脉冲长度一定的情况下，高强度的激光能导致分子解离；在激光强度和频率一定的情况下，当激光频率处于共振区域时，脉冲长度对分子的激发行为影响很大。对乙烯分子在不同外场中，各电子轨道的损耗模式的研究表明，对于具有相同共价电子数的乙烯分子和Na+13团簇，它们在低频激光场中，HOMO轨道对电离的贡献占主导地位；而在高频激光场中，各电子轨道对电离均有相当的贡献。当乙烯分子处于由带电粒子运动引起的外场中，各电子轨道的损耗模式与在低频激光场中乙烯分子各电子轨道的损耗模式类似。　　 在离子冻结的近似下，分别研究了乙烯分子和水分子在强激光作用下的电离和高次谐波的产生。计算结果表明，具有不同最高占据轨道(HOMO)的分子的电离几率、高次谐波的强度对分子轴向与激光极化方向的夹角的依赖性是不同的。对于乙烯分子，其HOMO是7r轨道，当分子轴向与激光极化方向成π/4时，乙烯分子的电离最大，高次谐波的强度最强。对于水分子，其HOMO是161轨道，当分子轴向与激光极化方向平行时，分子的电离最大，高次谐波的强度最强。这些理论计算结果可以对实验结果进行预言。此外，还研究了乙烯分子在双色激光场中的电离和高次谐波的产生，计算结果表明，双色激光场能增强分子电离并使偶数阶谐振子产生。　　 利用TDLDA-MD研究了乙烯、水分子在粒子作用下的电子响应及电子.离子关联动力学。首先研究了具有费米速度的带电粒子与这些分子碰撞时，分子的电离几率与入射粒子的电荷态、碰撞参数及入射方向的关系。结果表明，入射离子的电荷态越高、碰撞参数越小，分子的电离越强，分子越容易破裂。与平行于分子平面入射相比，带电粒子垂直于分子平面入射时，分子的电离更弱。其次，分别研究了低能质子(υ≤0.1a.u.)与乙烯分子、水分子的碰撞。结果表明，在我们考虑的能量范围内，这些碰撞对质子入射速度和入射方向的依赖性很强。最后，研究了中性碳原子(υ≥0.1a.u.)与水分子的碰撞。研究表明，在碰撞参数相同的情况下，当C原子分别以0.1 a.u.和0.2 a.u.的速度入射时，C原子俘获电子的本领相当。在C原子速度为0.2 a.u.时，C原子损失的动能大，而水分子的电离有所增加，但是增加的很小。碰撞之后水分子在xy平面内作呼吸振动的同时也作转动。当C原子以不同碰撞参数而相同速度入射时，在大碰撞参数下，C原子损失的动能小，而水分子几乎没有电离，碰撞后作很微弱的呼吸振动。而在小碰撞参数下，水分子发生了碰撞碎裂，反应道为H2O→H+OH。我们的理论计算结果为建立重离子与生物分子相互作用微观动力学模型提供了一些基础的经验。