《碰撞光谱》PPT课件

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1、自由讨论：1，什么是弹性碰撞，什么是非弹性碰撞？2，如何形成超冷分子?3，什么是碰撞展宽，与哪些物理参数有关？4，碰撞有哪些类型？5，如何描述分子的能态？第十三章碰撞光谱碰撞展宽和碰撞频移光谱激发态非弹性碰撞基态碰撞超冷分子形成两体碰撞类型1，化学组成守恒2，内态守恒3，动能守恒4，动量守恒A+BA+BA*+B（弹性碰撞）（非弹性碰撞）1，化学组成守恒2，内态不守恒（其中一者或两者内态发生变化）3，动能不守恒4，动量守恒C+D1，化学组成不守恒2，内态不守恒3，动能不守恒4，动量守恒（反应碰撞）第13.1节

2、碰撞展宽和频移光谱非弹性碰撞（只有加宽，没有频移）弹性碰撞（即有展宽，也有频移）相互作用势最小接触参数b：无相互作用两粒子的最小距离软碰撞硬碰撞软碰撞：能级移动小，线核硬碰撞：能级移动大，线尾碰撞过程的亚Doppler光谱自发辐射线宽内的无Doppler光谱（Lambdip）Lambdip边界条件碰撞过程能够改变粒子运动的角度Lambdip内Lambdip外速度与x,y平面夹角小于临界角的原子贡献在Lambdip内软碰撞：改变粒子角度小，不影响吸收频率，但是影响相位Lambdip内展宽硬碰撞：改变粒子

3、角度大，吸收频率离开dip区域Lambdip外展宽不同气压下，不同碰撞对线型影响线核展宽软碰撞线尾展宽硬碰撞1.4mbar30mbar79mbar第13.2节激发态非弹性碰撞截面测量1，抑止截面（由于碰撞使激发态布局数减少，从而原子发出荧光减少抑止）QuenchingcrosssectionElectricstatetransition2，碰撞诱导转动振动跃迁碰撞在寿命范围内发生,*表示激发态M粒子内能变化转移到B粒子内能或者两粒子的动能在荧光谱中，碰撞过程使主光谱(parent)周围出现其他的光谱

4、结构(collisioninducedsatellite)碰撞信息频率碰撞后的能级强度碰撞截面偏振碰撞的消极化度Na2分子碰撞后在parent峰周围出现很多碰撞光谱线数率方程（k,m为转动振动能级）：R碰撞parentsatellite稳态解假定Satellite和parent的比谱线相对强度由碰撞荧光谱线碰撞截面3，电子能量的碰撞转移相互作用能（Rc处相交）内能可以转换为碰撞伙伴的内能或者两粒子的动能，在Rc处发生碰撞能态转移内能碰撞转移能量共振：内能转化为内能4，两激发态原子的碰撞能量聚集

5、两激发态原子碰撞时，一个原子激发到更高电子态，另一原子驰豫到更低电子态碰撞几率碰撞到截面通过探测相应的更高激发态的荧光碰撞几率由于两激发态的能量之和大于分子电离能产生分子电离态5，自旋反转光谱碰撞使自旋改变，再利用光谱研究碰撞后自旋态的分布态制备自旋反转碰撞光探测态制备电子碰撞(自旋反转)探测：利用不同频率的激光泵浦不同自旋态，再通过荧光探测第13.3节基态碰撞跃迁基态能量能量转换形式振动能振动能振动能转动能振动能电子能振动能平动能（温度）例如N2分子的振动能转移给CO2的振动能量1，时间分辨

6、的吸收和双共振探测激发态的碰撞可以用荧光探测，基态碰撞则可以用吸收和双共振吸收方法泵浦光荧光/粒子数1，泵浦光清除2，等待不同时间（碰撞布居到i态）3，探测光激发i态，并监视3态荧光稳态：R碰撞步骤光泵结束后（i态粒子数小）如果光泵过程不影响m态驰豫常数约和质量时间常数相对速度在泵浦过程后，粒子数又以指数形式回复到稳态2，高振动态碰撞高振动态分子碰撞后，可以将分子解离为原子制备高振动态分子的方法1，多光子过程2，单光子泵浦3，受激Raman过程多光子单光子泵浦受激Raman解离能振动能动能分子解离2，反应

7、碰撞光谱优点：1，通过选择不同反应物的内态，研究反应速度对内态的依赖性2，在特定初始条件下，研究不同反应路径的相对反应几率分子研究小组：重点项目，135规划改变分子反应轨道，研究超快反应动力学3，光助碰撞能量转移碰撞形成分子分子吸收光子形成激发态激发态分子解离为激发态原子满足条件大的Frack－Condon系数对于激发态原子碰撞几率小（背景气体温度抑止碰撞粒子获得更高动能）碰撞几率大光能帮助解决能量守恒问题，从而提高碰撞截面分子模型当AB*放出一个光子也可以产生A*B第一步：需要激光1产生激发态A*第二步

8、：需要激光2转移激发态从A*到B*原子模型dressstate分子模型原子模型dressstate3，光缔合产生分子外拐点激发得到激发态分子内拐点自发或者受激辐射得到紧束缚态分子缔合法优点：1，特定转动振动态超冷分子2，基态和激发态分子能级结构3，超冷化学反应第13.4节超冷分子形成分子表述含两原子轴线的面对称（只有L=0存在）中心对称（只有homonuclear存在）超冷极性分子（异核）研究小组1,JILA