转动传能中的量子干涉--干涉角和转动量子数的关系

沙国河等人在CO(A1∏(v=0)~e3∑-(v=1))体系与He,Ne和Ar碰撞诱导转动传能中首次观测到了量子干涉效应,并测量了干涉度。从理论上进一步研究原子-双原子分子体系碰撞诱导转动传能中量子干涉效应与转动量子数以及能量间隔的关系是十分必要的。我们考虑长程相互作用势,应用一级玻恩近似和直线轨迹近似,分别计算了CO(A1∏(v=0)~e3∑-(v=1))体系和He,Ne,Ar碰撞诱导转动传能中不同转动量子数以及不同能量间隔下的干涉角,得到了干涉角随转动量子数和能量间隔的变化趋势。这些结果对设计、分析这种类型的实验有一定的指导意义。     

Π态双原子分子Λ分裂引起的量子干涉

为了从理论上解释Sun等在CO(A1 Π ,v =3 )和He碰撞实验中转动传能截面的反常现象 ,考虑一级含时波恩近似、长程相互作用势和直线轨道近似 ,建立了Π态双原子分子由于Λ分裂引起量子干涉的理论模型 .运用这一理论模型 ,成功的解释了实验中碰撞伴为He时转动传能截面的反常现象 :σε→ε′△J =0 <σε→ε′△J =± 1 .首先介绍了碰撞诱导转动传能中量子干涉效应的研究进展 ,然后建立了Π态双原子分子由于Λ分裂引起量子干涉的理论模型 ,最后对所得结果进行了讨论     

Na2(A1∑u+,v=8～b3Ⅱ0u,v=14)-Na体系转动传能的碰撞量子干涉效应

沙国河及其工作组于1995年发表了CO A1Π(v=0)～e3∑-(v=1)与He1,Ne及其它碰撞伴的碰撞过程中转动传能的碰撞量子干涉现象,并得到了积分干涉角,陈等从理论和实验上发现了Na2(A1∑u ,v=8～b3Π0u,v=14)体系与Na(3s)碰撞的碰撞量子干涉现象,孙等计算了其积分干涉角,但是对微分干涉角没有过多的计算.本文作为对原子-双原子体系碰撞诱导转动传能的进一步理论研究,在含时一级波恩近似的基础上考虑各向异性相互作用势和长程相互作用势,计算了单叁混合态的Na2(A1∑u ,v=8-bΠ0u,v=14)体系与Na碰撞的微分干涉角,并得到了微分干涉角与碰撞参数的关系,此理论模型对理解和进行分子束实验是非常重要的.     

高位振动态RbH(X1∑+,v″≧15)与CO2碰撞转移中的能量相关性

研究了高位振动态RbH(X1∑+,v″=15～21)与CO2碰撞转移过程.脉冲激光激发RbH至高位态,利用激光感应荧光光谱(LIF)得到RbH(X1∑+,v″)与CO2的猝灭速率系数kv″(CO2),kv″=21(CO2)=2.7kv″=15(CO2).利用激光泛频光谱技术,测量了CO2(0000,J)高转动态分布,得到了转动温度,从而获得了平均转动能＜Erot＞和转动能的变化＜△Erot＞,发现＜△Erot＞v″=21≈2.9＜△Erot＞v″=15.对于v″=16,证实了振动—振动能量转移的4-1近共振过程.在一次碰撞条件下,通过速率方程分析,得到RH(v″)-CO2振转速率系数.对于v″=15,J=32-48,速率系数在1.25-0.33×10-13 cm3 s-1.之间;对于v″=21,速率系数在2.47-1.53×10-13 cm3 s-1之间,其能量相关性是明显的.     

Na2(A1∑+u，v=8~b3Π0u，v=14)-Na体系碰撞诱导转动传能的微分干涉角

对原子-双原子体系碰撞诱导转动传能进行了进一步的理论研 究. 在含时一级波恩近似的基础上考虑各向异性相互作用势，计算了 单-叁重混合态的Na2(A1∑+u，v=8~b3Π0u，v=14)体系与Na碰撞 的微分干涉角(b·?和b??)，得到了微分干涉角与碰撞参数的关系，对 其碰撞量子干涉作出了定量准确的描述.     

近共振电子态和转动能量传递AB(~1∑,J) +C(~sl_j)→AB(~1∑,J′) +C(~sl_(j′))(英文)

1995年沙等在静态池实验中观测到了碰撞诱导转动传能中的量子干涉效应,并且测量到了决定跃迁截面幅值的积分干涉角(J .Chem.Phys.,1995,102 ,2772).同时,孙等在理论上计算了CO A1Π(v=0)~e3∑-(v=1)与He,Ne以及其它碰撞伴的碰撞体系的积分干涉角,建立了相应的理论模型.然而,以前的研究都局限在碰撞伴通常被认为是没有结构的粒子,但是在碰撞过程中相互碰撞的两个粒子都有内部角动量,自旋-轨道相互作用又对反应速率起着非常重要的影响,同时也能够影响反应势垒的高度,因此这种近似忽略了碰撞伴原子对整个碰撞体系得影响.基于这种考虑,在这篇文章中我们从理论上研究AB(~1∑,J) C(~sl_j)→AB(~1∑,J′) C(~sl_(j′))的碰撞诱导的电子态和转动态的能量传递,应用一级含时波恩近似、各向异性L-J相互作用势和直线轨迹近似,建立了理论模型.并讨论和比较了在近共振电子态和非共振电子态两种情况下的振动传能的跃迁几率.     

近共振电子态和转动能量传递AB(1∑,J)+C(slj)→AB(1∑,J'')+C(slj'')

1995年沙等在静态池实验中观测到了碰撞诱导转动传能中的量子干涉效应,并且测量到了决定跃迁截面幅值的积分干涉角(J.Chem.Phys.,1995,102,2772).同时,孙等在理论上计算了CO A1Ⅱ(v=0)～e3∑-(v=1)与He,Ne以及其它碰撞伴的碰撞体系的积分干涉角,建立了相应的理论模型.然而,以前的研究都局限在碰撞伴通常被认为是没有结构的粒子,但是在碰撞过程中相互碰撞的两个粒都有内部角动量,自旋-轨道相互作用又对反应速率起着非常重要的影响,同时也能够影响反应势垒的高度,因此这种近似忽略了碰撞伴原子对整个碰撞体系得影响.基于这种考虑,在这篇文章中我们从理论上研究AB (1∑,J)+C(slj)→AB(1∑,J')+C(slj')的碰撞诱导的电子态和转动态的能量传递,应用一级含时波恩近似、各向异性L-J相互作用势和直线轨迹近似,建立了理论模型.并讨论和比较了在近共振电子态和非共振电子态两种情况下的振动传能的跃迁几率.     

Na_2(A~1∑_u~+,v=8-b ~3∏_(0u),v=14)-Na体系碰撞诱导转动传能的微分干涉角(英文)

对原子-双原子体系碰撞诱导转动传能进行,进一步的理论研究．在含时一级波恩近似的基础上考虑各向异性相互作用势,计算了单-叁重混合态的Na2(A1∑u ,v=8-b 3∏0u,v=14)体系与Na碰撞的微分干涉角(b≤ρ和b≥ρ),得到了微分干涉角与碰撞参数的关系,对其碰撞量子干涉作出了定量准确的描述．     

单三重混合态Na2 (A1Σu+, v=8 ~ b3Π0u, v=14)和Na 碰撞传能的干涉相位角的计算

文章详细介绍了单三重混合态同核双原子分子Na2 (A1Σu+, v=8 ~ b3Π0u, v=14)和Na碰撞传能的干涉相位角的理论计算方法.并且采用了两种不同的相互作用势（一种是长程吸引相互作用势,另一种是Lennard-Jones 相互作用势）,进行了具体的数值计算.在实验温度750K下,计算积分干涉相位角,与实验值相差很小.干涉相位角的大小表明混合态体系碰撞传能中的量子干涉效应是不容忽视的.最后,分析了干涉相位角随着不同参数的变化关系,发现Na2 – Na体系中,干涉相位角随各参数变化而变化,但变化不大.     

Collision-induced Rotational Energy Transfer in an Atom-Diatom System

通过对原子-双原子体系碰撞诱导转动传能的理论研究,在含时一级波恩近似的基础上考虑各向异性相互作用势和长程相互作用势,计算了单叁混合态的CO A1Ⅱ(v=0)～e3∑-(v=1)和He、Ne、Ar碰撞的微分干涉角,并得到了微分干涉角与碰撞参数的关系.     

热氢原子碰撞导致的CO_2(ν_3)的高振动激发(英文)

用时间分辨 傅里叶变换红外发射光谱研究了热的氢原子与CO2 分子间高效率的平动 振动 (T V)能传递 .热的氢原子由ArF激光光解H2 S得到 ,这种氢原子的平动能为 2 2 3kJ/mol .实验中观察到了从 2 130cm-1到2 4 0 0cm-1的红外发射谱带 ,它归属于高振动激发的CO2 分子的非对称伸缩振动 (ν3 ) .对这一发射谱带的光谱拟合显示CO2 的非对称伸缩振动被激发到了较高的振动态 ,振动量子数达到了v =7.并且有 5 5 80cm-1的能量经传能过程由氢原子到达了CO2 的ν3 模 .实验条件下氢原子与CO2 的T V传能效率为 0 .30 .实验结果与Schatz等人的用 3D半经典计算预测的碰撞截面符合的很好 .     

Ⅱ态双原子分子∧分裂引起的量子干涉

为了从理论上解释Sun等在CO(A^1Ⅱ，ν=3)和He碰撞实验中转动传能截面的反常现象，考虑一级含时波恩近似、长程相互作用势和直线轨道近似，建立了Ⅱ态双原子分子由于∧分裂引起量子干涉的理论模型．运用这一理论模型，成功的解释了实验中碰撞伴为He时转动传能截面的反常现象：σ△J=0^ε→ε‘&lt;σJ=&#177;1^ε→ε‘。首先介绍了碰撞诱导转动传能中量子干涉效应的研究进展，然后建立了Ⅱ态双原子分子由于∧分裂引起量子干涉的理论模型，最后对所得结果进行了讨论。     

Na_2(A~1∑_u~+,v=8～b~3∏_(0u),v=14)-Na体系转动传能的碰撞量子干涉效应(英文)

沙国河及其工作组于1995年发表了COA^1∏（v=0）～e^3∑^-（v=1）与He,Ne及其它碰撞伴的碰撞过程中转动传能的碰撞量子干涉现象,并得到了积分干涉角,陈等从理论和实验上发现了Na2（A^1∑u^＋,v=8～b^3∏0u,v=14）体系与Na（3s）碰撞的碰撞量子干涉现象,孙等计算了其积分干涉角,但是对微分干涉角没有过多的计算.本文作为对原子-双原子体系碰撞诱导转动传能的进一步理论研究,在含时一级波恩近似的基础上考虑各向异性相互作用势和长程相互作用势,计算了单叁混合态的Na2（A^1∑u^＋,v=8～b^3∏0u,v=14）体系与Na碰撞的微分干涉角,并得到了微分干涉角与碰撞参数的关系,此理论模型对理解和进行分子束实验是非常重要的.     

Case(b）情况下NO的非弹性散射及 相关量子干涉的理解

我们已经对原子与双原子分子间的碰撞量子干涉进行了理论研究,为了对 分裂引起的碰撞诱导转动传能进行更一步的研究,建立了洪德情况b下原子双原子分子系统的理论模型.对洪德情况b下原子双原子分子系统干涉程度进行了讨论,并对洪德情况b下NO与He, Ne , Ar碰撞干涉角进行了定量计算。在含时一级波恩近似下,考虑各向异性相互作用势,定量分析转动量子数,实验温度等对干涉角的影响。     

Case(b）情况下NO的非弹性散射及 相关量子干涉的理解

我们已经对原子与双原子分子间的碰撞量子干涉进行了理论研究,为了对 分裂引起的碰撞诱导转动传能进行更一步的研究,建立了洪德情况b下原子双原子分子系统的理论模型.对洪德情况b下原子双原子分子系统干涉程度进行了讨论,并对洪德情况b下NO与He, Ne , Ar碰撞干涉角进行了定量计算。在含时一级波恩近似下,考虑各向异性相互作用势,定量分析转动量子数,实验温度等对干涉角的影响。     

热氢原子碰撞导致的CO2(v3)的高振动激发

用时间分辨-傅里叶变换红外发射光谱研究了热的氢原子与C02分子间高效率的平动—振动(T—V)能传递．热的氢原子由ArF激光光解H2S得到，这种氢原子的平动能为223kJ／mo1。实验中观察到了从2130cm^-1到2400cm^-1的红外发射谱带，它归属于高振动激发的CO2分子的非对称伸缩振动(v3)．对这一发射谱带的光谱拟合显示CO2的非对称伸缩振动被激发到了较高的振动态，振动量子数达到了v=7。并且有5580cm^-1的能量经传能过程由氢原子到达了CO2的v3模。实验条件下氢原子与C02的T—V传能效率为0.30。实验结果与Schatz等人的用3D半经典计算预测的碰撞截面符合的很好．     

分子束条件下NO（A,B,a）态产物的分支比研究

在相对碰撞平动能为０．０５ｅＶ的分子束实验条件下，研究了ＣＯ（ａ）＋ＮＯ（Ｘ）的Ｅ－Ｅ传能通道。通过测量观测区域的发射光谱，求得了反应物ＣＯ（ａ，ｖ）的相对振动布居。利用计算机模拟传能产物ＮＯ（Ａ－Ｘ）和ＮＯ（Ｂ－Ｘ）的发射光谱求得了它们初生态的相对振动布局、转动温度以及传能通道的分支比γ／β１．３&#177;０．３。同时提出传能是经过中间复合物ＯＣＮＯ过程可用电子是进行了解释。利用ＮＯ（Ｂ＾２П，ｖ′＝０     

NO Case(b)情况下的非弹性散射及Λ相关量子干涉的理解（英文）

在理论研究中,对洪德情况(a)下2Π态原子-双原子分子碰撞诱导转动传能中的量子干涉已经进行了研究.为了对Λ相关的原子-双原子分子碰撞系统进行更进一步的研究,建立了洪德情况(b)下原子-双原子分子动力学模型.讨论洪德情况(b)下双原子分子的干涉程度,对NO洪德情况(b)下与He、Ne、Ar碰撞的干涉角进行了定量计算.在含时一级波恩近似下,考虑各向异性相互作用势,讨论各个因素(实验温度、碰撞伴、转动量子数等)对干涉角的影响.     

CO三重带系d^3Δ-α^3∏（4，0）和（5，0）带激光光谱研究

光外差磁旋转浓度调制激光光谱技术属于一种高灵敏度的吸收光谱测量方法，可以用于瞬态分子和激发态分子光谱的检测。采用这种技术分别在16400～16650cm^-1和17450～17750cm^-1波段内直接观测到CO三重带系d^3△←α^3∏(4，0)(5，0)振转吸收光谱。这种跃迁的上态d^3△1(v=4)，d^3△2(v=4)，d^3△1(v=5)分别与A^1∏(v=0)，D^1△(v=0)和A^1∏（v=1)态存在微扰相互作用。通过对所测量到的CO三重带系(4，0)(5，0)振转谱带作了包含微扰相互作用在内的分析，获得了上态d^3△(v=4，5)的精确的分子转动光谱常数。     

CsH(X1∑+,v≥15)与CO2碰撞中的振动-转动能量转移

研究了高位振动激发态CsH(v"=15～21)与CO2振动-转动碰撞转移过程.脉冲激光激发CsH至高振动态,利用激光感生荧光光谱(LIF)得到CsH(v")与CO2的猝灭速率系数kv"(CO2),kv"＝21(CO2)＝7kv"＝15(CO2).研究了CsH(v")+H2的弛豫过程,有kv"(H2)＞kv"(CQ),碰撞弛豫速率系数的质量效应明显.利用激光泛频光谱技术,测量了CO2(00°0)的转动态分布.对于CO2与CsH(v"=15)碰撞,CQ2有转动温度Trot=(605±50)K;对于v"=21,Trot=(780±70)K.基于转动温度,得到CO2的平均转动能〈Erot〉和转动能的变化〈ΔErot〉,发现〈ΔErot〉v"=21～2.7〈△Erot〉v"=15.由对CO2转动能级受激吸收线轮廓测量,得到J=36～48各能级的平均平动能〈Etel〉,对于v"＝15,〈Erel〉＝600～972 cm-1;对于v"=21,〈Erel〉=972～1351cm-1.低J值有低平动能.外推平动能到初始平动能520 cm-1(池温500 K的平动能)对于v"＝15和v"＝21,分别得到阈值Jth =34和24.大于初始平动能的转动态均处于Jth值之上.