从原子精细结构到晶体物态方程,本文使用计算物理的方法阐明了4个物理问题。本文使用全相对论简单多组态(SMCDF)方法研究了类钠等电子序列n2D3/2,5/2里德堡态精细结构次序的有趣变化。该方法抓住了这个物理现象的主要矛盾,充分考虑了“自旋轨道相互作用”和“相对论效应引起的nd轨道交换相互作用的改变”这两个主要因素,阐明了这两个主要因素相互竞争造成精细结构次序变化的机制。此外,我们还根据计算结果阐明了Breit相互作用(相对论延迟效应)等次要机制的影响。本文还使用全相对论多组态自洽场(MCDF-SCF)方法,系统地研究了类氮等电子序列的基态精细结构能级。该方法充分考虑了自旋轨道相互作用、电子关联作用、Breit相互作用(相对论延迟效应)和量子电动力学修正对精细结构能级的影响,计算得到的精细结构能级与实验结果一致。我们进一步沿着整个等电子序列阐明了这些因素对于精细结构能级影响的变化规律,并阐明了L-S耦合之下精细结构次序变化的原因。得益于飞速发展的计算机技术,我们可以使用含时波包动力学(TDWPD)方法去研究氢分子离子复合过程。我们计算得到了H2+、HD+和D2+和高能电子的复合过程生成的H2、HD和D2的振动分布,并阐明了最终振动分布的同位素效应以及最终振动分布和初态的依赖关系。根据物质在不同压强下的物理状态,我们使用不同方法分段计算了铜从-2GPa到10000GPa的零温物态方程。具体地说,我们使用全电子自洽缀加平面波加局域轨道(APW+lo)方法计算了铜超高压部分的零温物态方程,根据实验参数用Murnaghan方程计算了铜平衡位置附近的低压部分的零温物态方程。我们推荐的铜零温物态方程和现有实验观测结果吻合,可以作为进一步理论和实验研究的基准。此外,计算结果还显示:不同种类的密堆晶格在超高压状态的物态方程趋于一致。这奠定了用球原子模型研究高温高密等离子体的基础。