分子束反应动力学

本文评述分子束反应动力学的进展。首先评述碰撞前反应物的态选择技术,碰撞后反应物的态分析技术,和反应动力学的理论方法和现状;然后评述原子-分子反应动力学和分子-分子反应动力学的进展;最后指出反应动力学的发展趋势和应用前景。     

量子反应散射理论及其应用

用交叉分子束和激光技术能够获得从反应物到产物化学变化过程中全部微观的、动态的知识,从而把化学反应动力学发展到基元反应的态态层次.量子反应散射理论能够对自然定律所容许的所有基元双分子态态反应作出最完整的描述.对当前分子反应动力学领域常用的几种量子反应散射理论计算方法,如含时波包传播法,紧耦合微分方程法,散射矩阵变分法及排列通道线性组合散射波函数法的原理及其应用作简单介绍,同时对发展动向作出展望.     

近物所量子多体动力学实验研究反应谱仪

介绍利用反应显微成像谱仪实验研究高电荷态离子与原子分子碰撞动力学的技术,讨论了实验测量反应末态全部离子和电子动量矢量,得到反应末态动量空间的全部信息,从而反演碰撞反应动力学过程的路线.描述了在近物所开展量子多体动力学实验研究的计划.     

近物所量子多体动力学实验研究反应谱仪

介绍利用反应显微成像谱仪实验研究高电荷态离子与原子分子碰撞动力学的技术，讨论了实验测量反应末态全部离子和电子动量矢量，得到反应末态动量空间的全部信息，从而反演碰撞反应动力学过程的路线。描述了在近物所开展量子多体动力学实验研究的计划。     

C+OH(v=0—3,j=0—3)→CO+H反应的准经典轨线研究

运用准经典轨线方法,在碰撞能为1.0eV时,研究了反应物OH分子的振转激发对C+OH反应的立体动力学性质的影响.详细地讨论了该反应在不同反应物振转态下的矢量性质.计算表明,OH分子的振转激发对C+OH反应的矢量性质非常敏感,这种现象在对该反应的标量性质的研究中是不存在的.     

C+OH(v=0-3,j=0-6)→CO+H反应的准经典轨线研究

运用准经典轨线方法,在碰撞能为1.0eV时,研究了反应物OH分子的振转激发对C+OH反应的立体动力学性质的影响.详细地讨论了该反应在不同反应物振转态下的矢量性质.计算表明,OH分子的振转激发对C+OH反应的矢量性质非常敏感,这种现象在对该反应的标量性质的研究中是不存在的.     

碰撞反应Ca+C2H5Br和Ca+nC3H7Br产物CaBr的内能态分布

采用准经典轨线方法研究了碰撞反应Ca+C2H5Br和Ca+nC3H7Br产物CaBr的内能态分布,计算了产物分子CaBr的平均振动、转动和平动能量以及总可资用能量.结果表明,当碰撞能为7.54kJ/mol时,产物的能量主要为振动能量;随着碰撞能增加,产物的平动能和转动能增加,而振动能略微减小,最可几振动态向较低振动能级移动;反应物分子内能态分布对产物分子的内能态分布影响很小;反应基团越大,产物的振动能占总可资用能量的比例就越高.碰撞反应Ca+C2H5Br和Ca+nC3H7Br均存在两条竞争的反应路径迁移相碰和直接反应路径.前者产生高振动激发态产物CaBr,后者引起C-Br键断裂.当碰撞能增加时,两种反应均倾向于后者.     

高里德伯态氢原子与氢分子的全量子态分辨的散射动力学研究:费米模型的精确性

文章描述了高里德伯态氢原子与氘分子（D2）散射的近期研究结果。实验研究表明，在高里德伯态氢原子与D2的散射中，非弹性散射和化学反应散射都是重要的。在非弹性散射过程中，氘分子的核自旋是守恒的。反应散射结果说明，高里德伯态氢原子与氘分子的散射动力学和质子与氘分子的散射动力学是非常类似的．这一结果表明，费米的独立碰撞模型在态-态散射动力学的层次上也是正确的。     

超快速反应动力学

十年前,《今日物理》发表了一期有关激光化学方面的文章,其中一篇强调了时间尺度在化学反应中的重要性以及用超短脉冲引发化学反应的可能性.十年来新的激光技术的出现以及气相分子束实验,揭示了基本化学反应各步骤.这些实验所揭示出的化学动力学过程的细节正是本篇文章的主题. 一般地从反应物到生成物的化学过程为 (1),(2)两式指出,有两种获得过渡态的办法:(1)过渡态产生于两个反应物间的碰撞,或称双分子反应2(2)过渡态是当一个稳定的分子获得了足够的能量,在碰撞的后半部分形成的生成物,因而也叫半碰撞反应或单分子反应.为了更好地了解化学…     

碰撞能44∽164 cm−1范围内单量子态转动激发对F+D2反应的影响

当碰撞能很低,尤其是远低于反应势垒的时候,反应通常经过量子隧穿来进行. 目前,还没有明确的物理图像来描述反应物的转动激发对这类反应过程的影响. 本文基于里德堡态D原子飞行时间谱探测方法,利用多通道探测器交叉分子束装置研究了碰撞能44 cm^-1∽164 cm^-1下反应F+D₂(v=0,j=0,1)→DF(v'')+D的动力学过程,并得到了振动态分辨的微分截面. 在可资用能相等时,通过调控反应的平动能,研究了D₂转动激发对于反应的影响,发现反应物的转动比平动更有利于反应的进行. D₂的转动激发导致产物DF的角分布和量子态分布发生显著变化. 本工作进一步加深转动激发对于反应的影响的理解,尤其是在反应能量远低于反应势垒的情况下.     

H+HD→H_2+D反应的高分辨交叉分子束实验研究（英文）

本文利用交叉分子束方法和离子速度成像技术,对H+HD→H_2+D反应在1.17 eV碰撞能下的态-态反应动力学开展了高分辨实验研究.实验采用1+1'(真空紫外+紫外)近阈值激光电离方式对反应中的D原子产物进行探测,获得了高角度分辨和高能量分辨的产物离子速度影像,进而精确获得了反应的态-态微分截面.实验观测到了H2(v'=0,j'=1)和H_2(v'=0,j'=3)振转产物角分布中与散射过程的干涉效应相联系的前向散射振荡.这一研究进一步表明了化学反应微分截面的精确测量在气相态-态反应动力学研究中的重要性.     

利用飞秒泵浦-探测技术对分子超快动力学过程研究的新进展

本刊讯 飞秒泵浦-探测技术是一种可以在原子运动时间尺度上实时观测化学反应的有力手段,在飞秒泵浦-探测技术基础上发展起来的分子超快动力学是当前分子反应动力学研究领域的热点和焦点之一。武汉国家光电实验室张冰团队一直从事分子超快动力学方面的研究。最近,该团队利用飞秒泵浦-探测技术与飞行时间质谱和光电子影像技术相结合,对碘甲烷分子的B带预解离超快动力学过程进行了研究并取得重大进展。     

反应物NO的转动激发对反应N(4S)+NO(X2∏)→N2(X3∑g-)+O(3P)影响的立体动力学研究

采用准经典轨线方法,在碰撞能为0.6 eV时,研究了反应物NO分子的转动激发对发生在3A″和3A′势能面上的反应N(4S)+NO(X2∏)→N2(X3∑g-)+O(3P)的立体动力学性质的影响.详细讨论了在反应物分子的不同转动态下发生在两个势能面上反应的矢量性质.结果表明,反应物分子NO的转动激发对发生在3A′势能面上的立体动力学性质产生重大影响,这可能与该势能面上存在一个早期势垒有关.     

QCT方法研究振转激发对H+HS反应的反应截面 和产物极化的影响

基于Lv等人最新构建的高精度的最低三重态势能面 ,利用准经典轨线（QCT）方法计算了H+HS反应的两个反应通道提取反应和交换反应的动力学性质。主要研究了在反应物HS的碰撞能为0.1-2.0eV时,不同振转态（v = 0 - 3, j = 0 - 3）对积分反应截面和产物极化的影响。研究结果表明：在总角动量J = 0时,QCT方法计算出的动力学结果和吕等人的量子力学（QM）结果符合的很好。因此,对标题反应的动力学性质进行了进一步的研究。     

U+CO体系的分子反应动力学研究

基于CUO分子(X3A″)的多体展式分析势能函数,用准经典的MonteCarlo轨迹法研究了U+CO(0,0)的分子反应动力学过程.结果表明:在碰撞能低时(<215kJ.mol-1),可以生成长寿命络合物CUO(X3A″),并且该络合反应是无阈能反应,这一结论与前文用多体项展式理论计算的CUO分子势能曲线结果一致.碰撞能大于4184kJ.mol-1后,逐渐出现置换产物UO和UC,随碰撞能进一步增大,分子将被完全碰散成U,C,O原子,而且反应U+CO(0,0)→UO+C,U+CO(0,0)→UC+O和U+CO(0,0)→U+O+C是有阈能反应基于CUO分子(X3A″)的多体展式分析势能函数,用准经典的MonteCarlo轨迹法研究了U+CO(0,0)的分子反应动力学过程.结果表明:在碰撞能低时(<215kJ.mol-1),可以生成长寿命络合物CUO(X3A″),并且该络合反应是无阈能反应,这一结论与前文用多体项展式理论计算的CUO分子势能曲线结果一致.碰撞能大于4184kJ.mol-1后,逐渐出现置换产物UO和UC,随碰撞能进一步增大,分子将被完全碰散成U,C,O原子,而且反应U+CO(0,0)→UO+C,U+CO(0,0)→UC+O和U+CO(0,0)→U+O+C是有阈能反应 关键词： 玻色-爱因斯坦凝聚体 V型三能级原子 双模压缩态光场 光场正交压缩     

T+OD体系的同位素交换反应动力学

基于DTO(Χ¹ A₁)分子的多体展式分析势能函数,用准经典的Monte Carlo轨迹法研究了T+OD(0,0)体系的分子反应动力学过程. 结果表明,在碰撞能较低(小于121.34 kJ ·mol^-1)时,可以生成长寿命DTO(Χ¹ A₁)络合物,并且该络合反应是有阈能反应,这与用多体项展式理论计算的DTO分子势能曲线结果一致. 随碰撞能增加,逐渐出现置换产物DT和OT,最终分子被完全碰散成D,T和O原子,而且反应T+OD(0,0)→OT+D,T+OD(0,0)→DT+O和T+OD(0,0)→D+T+O也是有阈能反应. 由于D和T原子的同位素效应,T+OD(0,0)与D+OT(0,0)体系的碰撞反应特征存在非一致性. 关键词： DTO 分子反应动力学 轨线 反应截面     

H+HD→H2+D反应的高分辨交叉分子束实验研究

本文利用交叉分子束方法和离子速度成像技术,对H+HD→H₂+D反应在1.17 eV碰撞能下的态-态反应动力学开展了高分辨实验研究. 实验采用1+1''(真空紫外+紫外)近阈值激光电离方式对反应中的D原子产物进行探测,获得了高角度分辨和高能量分辨的产物离子速度影像,进而精确获得了反应的态-态微分截面. 实验观测到了H₂(v''=0,j''=1)和H₂(v''=0,j''=3)振转产物角分布中与散射过程的干涉效应相联系的前向散射振荡. 这一研究进一步表明了化学反应微分截面的精确测量在气相态-态反应动力学研究中的重要性.     

QCT方法研究振转激发对H+HS反应的反应截面和产物极化的影响

基于Lv等人最新构建的高精度的最低三重态势能面H2S(3A″),利用准经典轨线(QCT)方法计算了H+HS反应的两个反应通道提取反应和交换反应的动力学性质.主要研究了在反应物HS的碰撞能为0.1-2.0 e V时,不同振转态(v=0-3,j=0-3)对积分反应截面和产物极化的影响.研究结果表明:在总角动量J=0时,QCT方法计算出的动力学结果和吕等人的量子力学(QM)结果符合的很好.因此,对标题反应的动力学性质进行了进一步的研究.     

分子束技术及其应用

介绍了分子束源,对超音速分子束的物理性能进行了描述,在此基础上介绍了分子不技术在气－固界面散动力学、分子反应动力学和分子束与激光相互作用等方面的应用现状及前景。     

原子,分子物理的若干前沿领域和近期发展的建议

本文扼要地评述了近年来原子、分子物理学的若干活跃的前沿领域：原子、分子高激发态结构，原子、分子碰撞及其反应动力学，原子、分子与辐射相互作用以及原子、分子簇等，并提出了近期我国原子、分子物理学发展的建议．