本论文采用基于密度泛函理论的第一性原理赝势平面波方法，在局域密度近似(LDA)和广义梯度近似(GGA)下，系统研究了金属α-U和UO2的晶体结构，弹性常数，体模量，电子能带结构和光学性质。　　计算主要针对α-U，α-U属于正交晶系，所属空间群:63-Cmcm。首先采用GGA近似对α-U进行了几何结构优化，以找到系统的稳定基态结构，计算得到的晶格常数与实验值非常吻合。然后计算了α-U的九个各向异性弹性常数，进而得到了其体模量，剪切模量，杨氏模量等参数。弹性常数计算结果与E.S.Fisher等人的实验值和P.Soderlind采用全势线性Muffin-tin轨道(FP-LMTO)方法计算结果吻合。得到的弹性模量B0=133.9GPa，剪切模量G=96.02GPa，他们的比值为1.37，根据Pugh经验判据，表明铀成脆性，与实验吻合。　　铀的能带结构计算结果表明，铀在价电子区域，主要有三个较大的能带，在费米能级附近，5f，6d轨道参与成键，其中，5f轨道非常窄而且强，表现出一定的局域性。得到铀的电子基态以后，根据单电子近似和直接跃迁定则，计算了光学函数的矩阵元，得到了铀的介电函数虚部ε2，再根据Kramas-Kronig关系，得到其实部ε1，这样，就可以理论推导出铀的其它光学函数，像吸收系数，反射系数，电子能量损失谱等。对铀的各光谱性质，结合其能带结构，详细分析了各吸收峰的物理机制，并与相关实验数据作了对比分析。　　金属铀在外界条件下氧化一般得到的是二氧化铀，UO2属于fcc晶系，所属空间群:225-Fm3m。尝试采用不同的方法对UO2的几何结构进行了优化，结果表明，GGA比LDA对二氧化铀的描述更好。因此，采用了GGA(PW91)，超软赝势并结合自旋极化计算了UO2的结构性质和弹性，计算结果与实验吻合较好。因为没有考虑强的库仑相互作用，计算结果得到了金属态UO2，这是传统的LDA，GGA方法的局限性所在。最后，定性分析了二氧化铀的介电函数，得到了其6d电子轨道劈裂能，与实验较为吻合。