自α粒子散射实验成功地揭示了“原子核式结构”以来,粒子碰撞逐渐成为人类认识与探索物质运动规律、相互作用以及它们的内部结构的重要思想与主要途径之一。在原子分子物理学中,人们主要是通过粒子碰撞进而研究原子分子的电离以及激发等的性质;在凝聚态物理学中则主要是利用电子衍射,中子衍射以及X射线晶体衍射等手段来获取晶体等的内部状态;而在高能物理领域,粒子碰撞也是人们用来探索与发现基本粒子组成的重要工具。近年来随着激光技术的飞速发展,特别是从上世纪八十年代的啁啾脉冲放大技术的产生与发展使得激光场所对应的电场可以轻易地与原子核对电子的库仑作用相比拟,如此强的激光场将会对粒子碰撞产生巨大的影响。一方面激光场的存在将影响电子或其他粒子与原子碰撞电离的散射截面;另一方面在激光与原子分子等的相互作用中,激光场驱动电子再碰撞过程产生的高次谐波等现象促进了阿秒科学等的快速发展。此外,激光辅助的核反应过程也是当前研究的主要热点问题。随着实验技术上的不断推陈致新,越来越多的新奇的物理现象需要理论研究来解释与描述。然而以量子力学为基础的理论方法在涉及多个粒子相互作用的多体计算中寸步难行,从牛顿力学规律出发的经典轨道蒙特卡罗方法由于其自身特点在多体计算中也有着诸多不足。因此,发展更为完善的理论计算方法用以描述实验观测现象背后的物理机制已是当前研究的重中之重。本文着眼于建立与改进经典轨道蒙特卡罗方法,围绕粒子碰撞的电离问题进行了一系列的有趣探索。我们致力于研究激光场中电子与原子碰撞、正电子与原子碰撞、原子本身电离电子的再碰撞以及氘氚核子的碰撞过程中的一些现象,其主要内容包括:一、我们通过利用两个Gaussian波包之间的平均Coulomb势构建两个电子之间的等效的相互作用势,来建立自旋相关的经典轨道蒙特卡罗方法并用以研究自旋标记电子与氢原子的碰撞过程。我们将模型的数值结果与现有实验数据以及量子力学的基准计算进行比较。对于近阈值能量范围内的电子与氢原子散射系统,我们验证了模型的合理性并系统研究了包括电离截面、自旋不对称度、电子角分布以及电子之间的能量分配等的物理量的相关性质,讨论了有关这些物理量的自旋相关的有趣预测,并给出了相应的典型轨迹。我们还将模型应用于激光辅助的电子与原子的碰撞,并提出了对强度为1011W/cm2的激光场进行电离自旋不对称度的有趣操控。我们期望该方法可以为多电子原子中的多重电离以及自旋依赖的激光辅助电离提供直观而可行的理论基础。二、通过改进经典轨道蒙特卡罗方法来研究正电子与氢原子碰撞的碎裂动力学过程,该方法是在传统的经典轨道模型的基础上引入Heisenberg势的量子修正。我们通过数值计算来澄清先前实验与理论中对著名的Wannier阈值定律指数的争议,得到的结果与量子力学计算类似。我们提出了一种用以研究逃逸电子和正电子的角分布和能量分配的关联谱,来可视化逃逸粒子能量分配的高度不平衡方式并与电子-氢原子碰撞系统的均匀的能量共享方式形成鲜明对比。通过分析不同碎裂通道的正电子和电子空间分布的快照图,我们区分了碎裂过程中的前向散射和背向散射发生的不同机理,我们还研究了激光辅助的正电子与氢原子碰撞,结果表明即使使用峰值强度低至1011W/cm2的激光脉冲,也可以有效调制各种通道的转变。三、通过改进的经典轨道蒙特卡罗方法研究激光与锂原子相互作用的三重电离。我们获得了锂原子稳定的基态构型的壳层结构并模拟了激光强度在1013W/cm2至1017W/cm2范围内的锂的总电离概率。通过绘制电离后Li3+离子的动量分布图来详细描述了锂原子序列三重电离与非序列三重电离的差异。根据Dalitz图中映射的三电子能量分布来阐释非序列三重电离的三种类型的再碰撞机制并看到了存在清晰的代表（e,3e）电子关联的能量分配方式。四、我们建立了一种半经典方法来研究激光场对氘氚碰撞的聚变截面的影响。我们将氘氚碰撞相对运动Hamilton量区分为三个不同区域,并对不同的区域分别进行处理。首先利用经典轨道模拟方法获得激光场中氘氚碰撞过程的最小相对距离,并将其近似地看成氘氚碰撞Coulomb势垒隧穿的转变点,然后通过Wentzel-Kramers-Brillouin方法描述隧穿过程,最后通过隧穿率获得相应的聚变截面。我们的结果表明强激光场通过“平均抖动”效应增大原子核的碰撞能量而显著增强Coulomb势垒贯穿来有效地改善聚变截面的主要机制。在本文最后我们总结了全文的研究内容,并对经典轨道蒙特卡罗方法的深入应用做了展望。