交叉分子束方法

交叉分子束方法是用來研究反應動態學的一種實驗技術,由兩個不同噴嘴噴發出兩股不同的分子(或原子)束,在一高真空的反應腔中形成交叉,使分子或原子產生碰撞而散射。可以藉此探討化學反應中的分子動力機制,以及偵測出化學反應中的分子碰撞現象 。

技術與裝置
在一個交叉分子束的裝置中,首先必須先將兩股汽化的分子(或原子)束的濃度,稀釋至可以忽略其自己與自己在真空反應腔碰撞的濃度(通常真空腔中的压力仅有10E-8 torr)。如此一來,碰撞後生成物散射的方向、速度可以馬上被偵測到,有時還會直接外接氣態質譜儀,來測定生成物的質量。 這樣一次便可直接得到生成物的動量、角動量及振動態的能量分布 。

沿革
交叉分子束技術是由 达德利·赫施巴赫 和 李遠哲所發展與建立起來的。他們也因此而獲得1986年的諾貝爾化學獎。 這個分子束的技最早是在1953年由橡樹嶺國家實驗室的 Taylor 與Datz提出, 但是,达德利·赫施巴赫與李遠哲改良了設計,並開始應用來研究氣態的化學反應機制。

最早的交叉分子束的實驗,主要是研究鹼金屬,如鉀、銣、銫。當散射的鹼金屬離子撞擊到熱金屬絲時,它們會迅速的游離,而產生一個小電流。這是一個非常簡單實用與敏感的偵測方法 或是飞行时间质谱法去簡化動能的測量。這些改良大大的提高偵測方法的可行性與增加了偵測的分子種類。

應用
在天文化學中,太空中的極端的環境很難在地球上執行或相等的狀況,但此方法也可模擬出類似狀況中的化學所反應的狀況

參見

  • 臺灣戰後時期發明與發現列表

參考文献
外部連結

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