交叉分子束方法

✍ dations ◷ 2025-09-14 23:51:59 #物理化学

交叉分子束方法是用来研究反应动态学的一种实验技术,由两个不同喷嘴喷发出两股不同的分子(或原子)束,在一高真空的反应腔中形成交叉,使分子或原子产生碰撞而散射。可以借此探讨化学反应中的分子动力机制,以及侦测出化学反应中的分子碰撞现象 。

在一个交叉分子束的装置中,首先必须先将两股汽化的分子(或原子)束的浓度,稀释至可以忽略其自己与自己在真空反应腔碰撞的浓度(通常真空腔中的压力仅有10E-8 torr)。如此一来,碰撞后生成物散射的方向、速度可以马上被侦测到,有时还会直接外接气态质谱仪,来测定生成物的质量。 这样一次便可直接得到生成物的动量、角动量及振动态的能量分布 。

交叉分子束技术是由 达德利·赫施巴赫 和 李远哲所发展与建立起来的。他们也因此而获得1986年的诺贝尔化学奖。 这个分子束的技最早是在1953年由橡树岭国家实验室的 Taylor 与Datz提出, 但是,达德利·赫施巴赫与李远哲改良了设计,并开始应用来研究气态的化学反应机制。

最早的交叉分子束的实验,主要是研究碱金属,如钾、铷、铯。当散射的碱金属离子撞击到热金属丝时,它们会迅速的游离,而产生一个小电流。这是一个非常简单实用与敏感的侦测方法。 可惜的是,此方法只能用来侦测碱金属离子的化学反应。新的分析方法必须建立起来去研究其他非碱金属的化学反应。李远哲设计的新型交叉分子束方法则可以用以研究非碱金属,因此被称为“Universal Crossbeam”

热金属丝用来侦测散射粒子,可以侦测到散射角度分部,但是无法侦测分子的动能. 为了得到更好的动能分布,早期的交叉分子束仪在碰撞反应中心及侦测器之间摆了很多狭缝圆盘。利用控制圆盘的转动速度,让特定散射速度的分子通过狭缝,直达侦测器。 如此可得知分子的速度、角度分部以及散射分子的种类,便能逐步建立起化学反应的动力学基础。

后来的改进有合并使用 四极质谱分析器(英语:Quadrupole mass analyzer) 去筛选有兴趣研究的分子, 或是 飞行时间质谱法(英语:Time-of-flight mass spectrometry) 去简化动能的测量。这些改良大大的提高侦测方法的可行性与增加了侦测的分子种类。

相关

  • 异养异营生物(英语:heterotroph)指不能直接以无机物或有机物,必须摄取现成的养分来维持生存机能的生物。异营生物包括捕食、寄生和腐生三种。 异营性动物细胞需要的物质为水和矿物质
  • 牛科牛科(学名:Bovidae)又称洞角科,在生物分类学上属于哺乳纲的偶蹄目。“洞角”一名是由于本科动物的角中空。牛科包括了中文俗名被称为“羊”、“牛”及“羚”的多种有角反刍类,其
  • 有效日期保质期是指产品在规定的贮藏条件下的品质保证期限。保质期一般在产品的外包装上,消费者容易看到的地方,一般食品、药品、护肤品、日用品等都会有保质期。
  • 庆元县庆元县是中国浙江省丽水市下辖的一个县,位于浙江省西南部,邻接福建省。域跨东经118°50′-119°30′北纬27°25′-27°51′。庆元县始置于南宋庆元三年(1197年),南宋政府以处州
  • 彳部彳部,为汉字索引里为部首之一,康熙字典214个部首中的第六十个(三划的则为第三十一个)。就中文而言,彳部归于三划部首。彳部通常是从左方为部字。且无其他部首可用者将部首归为彳
  • 加州大学圣迭戈分校全球政策与战略学院加州大学圣迭戈分校的全球政策与战略学院(GPS),前身为国际关系与太平洋研究学院(IR / PS),致力于国际事务、经济学和政策教育的研究。直到2015年,它一直是唯一专注于亚洲和美洲的专
  • 乌克兰饺子乌克兰饺子(乌克兰语:варе́ник、复数:варе́ники),也译甜馅饺子,是一种流行于乌克兰的饺子。通常呈半圆形。饺子皮是未发酵的面皮;馅料包括马铃薯、肉类、干酪、蘑
  • 大花紫薇大花紫薇(学名:),又名洋紫薇,旧名为大叶紫薇,桃金娘目千屈菜科落叶大乔木。大花紫薇原产于印度、中国及澳洲。现在主要分布在印度、斯里兰卡、澳洲、马来西亚、越南、菲律宾及中国
  • 冈大海冈大海(日语:おか ひろみ,1991年7月15日-)冈山县仓敷市出身的职业棒球选手(外野手)。右投右打。目前为太平洋联盟千叶罗德海洋队球员。72 的场直树 | 71 吉井理人 | 80 大冢明 | 8
  • 席琳娜·加斯帕琳席琳娜·加斯帕琳(德语:Selina Gasparin,1984年4月3日-)是一位瑞士的冬季两项选手。席琳娜自2004年开始接触冬季两项,2008年起开始参与冬季两项世界杯。她在2014年冬季奥林匹克运