分子束散射技术

    分子束散射技术 : 又称“交叉分子束 实验”。一种用于研究分子动力学的实验技 术。如图所示,分子束由加热炉中溢流而出 的蒸气分子流所组成,在很低的压力下(例 如1.33×10^-3帕),分子束中分子数目很 少,分子的平均自由径又很大,因此在达到 散射区S前几乎不发生任何碰撞。在交叉 的分子束实验中,两股低压的反应物分子 束都指向散射区S,到S处则发生单一的 非反应碰撞或反应碰撞 (即弹性碰撞或非 弹性碰撞)。可以用质谱仪在各种角度上检 察散射的反应物分子或产物分子。借助于 速度选择器可以从波尔茨曼的速度分布中 为反应物分子选择指定的速度,而产物的 速度分布也可用同法测量。为了研究激发 态分子参与的化学反应,可以采取各种措 施(如用可调谐的激光束)使分子束内的分 子激发到某一特定的能态。分子束弹性散 射实验可用来研究分子间力和位能曲线, 而非弹性散射实验可提供分子间能量传递 的数据。在分子束反应散射实验中进行的 是真正的基元化学反应,可以提供有关基 元反应动力学的知识。

分子束散射实验示意图