Установка с молекулярным пучком

Наиболее часто ЛИФ используют в сочетании с методом скрещенных молекулярных пучков или с импульсным фотолизом в статическом реакторе. Последнее сочетание применяют все чаще, что связано с относительной простотой таких установок. Принципиальная схема одного из вариантов сочетания лазерного фотолиза с методом ЛИФ показана на рис. 5.3. Если не вдаваться в детали, установка состоит из следующих основных частей лазера для фотолиза 1, системы лазеров, возбуждающих флуоресценцию 2, измерительной ячейки 3 и системы регистрации 4. [c.122]

Измеряемые разнообразными методами константы скорости реакций являются усредненными макроскопическими характеристиками химических реакций, так как в реакцию вступают частицы в разных энергетических соотношениях. Метод скрещенных молекулярных пучков позволяет получить характеристики химического процесса с учетом индивидуальных состояний участвующих в нем реагентов и образующихся продуктов. На рис. 31 изображена схема идеальной установки, включающей источники пучков реагентов (/, 5) устройства, селектирующие пучки по скоростям и состояниям 2, 4) детектор рассеяния (5), снабженный селектором состояний и скоростей продуктов (6). Экспериментальная информация, получаемая при помощи таких установок, отражает зависимость интенсивности потока продуктов реакции от угла их вылета из зоны взаимодействия, энергий относительного движения реагентов, их взаимной ориентации и внутренних состояний, внутренних состояний продуктов, их относительной скорости [c.354]

Рнс. 31, Схема идеальной установки скрещенных молекулярных пучков [c.355]

Рис. 37. Блок-схема установки для исследования химических реакций в скрещенных молекулярных пучках

Рис. 9.5. Установка с молекулярным пучком.

Эти реакции исследовали в скрещенных молекулярных пучках или на установках, сочетающих пучок с разреженным о,.. [c.169]

Рис. 111.12. Принципиальная схема установки для изучения взаимодействия молекулярного пучка с неоднородным магнитным полем [176]

Экспериментальная установка [169] показана на рис. 5.13, а. Пучок лазерного излучения расщепляется на мощный пучок возбуждения и слабый измерительный пучок. Оба пучка пересекают молекулярный пучок под прямым углом. Если лазер настроить на молекулярный переход Е1 Ек, все молекулы, прошедшие через пучок I, окажутся оптически возбужденными, а уровень , будет полностью обеднен. В точке пересечения р2 с лазерным пучком 2 не будет молекул в состоянии Это [c.288]

На рис. 2.8 изображена схема установки для изучения низкотемпературного галоге-нирования ненасыщенных соединений, сконденсированных методом молекулярных пучков [142]. Исходные вещества конденсируются на охлаждаемую жидким азотом тонкую стеклянную мембрану. Конденсацию веществ, поступающих в газообразном состоянии через капилляры, проводят в вакууме при непрерывном откачивании рабочего пространства до давления 1 10 2 Па. Скорость вымораживания для каждой системы подбирают экспериментально. Несмотря на определенные технические трудности, для получения однородных твердых образцов метод молекулярных пучков предпочтителен. Однако надо отметить, что далеко не все вещества можно конденсировать с помощью этого метода. В частности, практически невозможно без химического разложения перевести в газообразное состояние высокомолекулярные вещества и биологические макромолекулы. При работе с такими соединениями и биологическими препаратами используют метод быстрого замораживания. [c.41]

Рис. 2.8. Схема установки и реакционного сосуда для изучения реакций в конденсатах, полученных методом молекулярных пучков [142]

Методика раздельного вымораживания исходных компонентов позволяет избежать контакта веществ в газовой и жидкой фазах, но приводит к получению при низких температурах гетерогенных смесей. Резонно ожидать, что в гомогенных смесях химические реакции будут идти при более низких температурах. Проверка этого предположения была осуществлена путем проведения некоторых реакций бромирования и хлорирования ненасыщенных соединений в конденсатах, полученных вымораживанием исходных веществ из молекулярных пучков [142, 406]. Схема установки и реакционного сосуда описана в гл. 2 (см. рис. 2.8). Исходные вещества конденсировались на охлаждаемую жидким азотом тонкую стеклянную мембрану через капилляры при непрерывном вакуумировании. Скорость конденсации для каждой системы подбиралась экспериментально и обычно изменялась в пределах 2- 1016-т-5-1016 молекул/с. Количество каждого компонента составляло около 4-10 4 моль. Температуры реакций определялись с помощью простой и дифференциальной термопар. [c.122]

В ряде этих работ найдены также плотности, активности и другие свойства. В некоторых исследованиях рекомендованы новые методы и усовершенствованы уже описанные в литературе. Так, в МГУ для определения состава пара над металлами и сплавами создана установка, в которой использован принцип метода Штерна (анализ в молекулярном пучке испарения). , [c.295]

Наиболее часто встречающийся в наших исследованиях тип масс-спектральной установки для измерения констант скорости реакций с участием атомов и свободных радикалов изображен на рис. 8. Молекулярный пучок проходит через неоднородное магнитное поле и затем попадает в область ионизации 7. Здесь, он, если нужно, прерывается заслонкой. Частицы выводятся из зоны химической реакции через сопло 13 в верши- [c.60]

Обзор устройств, генерирующих молекулярные пучки, не будет полным, если не рассмотреть некоторые нетрадиционные источники пучков. Они не нашли широкого распространения в установках с молекулярными пучками, но дают представление о некоторых возможных направлениях развития источников пучков и имеющихся здесь резервах. [c.169]

Проблема детектирования в исследованиях с молекулярными пучками разбивается на две. Первая связана с измерением интенсивности и характеристик самих молекулярных пучков, т. е. с мониторингом пучков. Вторая проблема, внешне похожая на первую, обусловлена детектированием продуктов рассеяния молекулярных пучков, их угловых распределений, распределений по скорости и внутренним состояниям. Обе проблемы имеют свою специфику современные установки оснащены, как правило, отдельными мониторами пучков и детектором рассеяния. Важность мониторинга пучков, т. е. измерения нестабильностей в интенсивностях и т. п., связана с необходимостью внесения поправок в экспериментально измеряемые величины, особенно если достижение необходимой статистики требует длительного накопления. [c.193]

Распределение скоростей молекул можно определить экспериментально с помощью метода молекулярных пучков. Пучок молекул, движущихся в вакууме, выделяется щелями и проходит через селектор скоростей, который пропускает к приемнику молекулы в узком интервале скоростей. Селектор скоростей представляет собой систему дисков с прорезями, укрепленных на валу, который вращается со строго заданной скоростью при соответствующем взаимном расположении прорезей. Типичная установка с молекулярным пучком, предназначенная как для изучения распределенпя скоростей, так и для определения поперечных сечений столкновения молекул (разд. 9.10), показана на рис. 9.5. На установке такого типа было экспериментально проверено распределение скоростей Максвелла — Больцмана. [c.268]

Интенсивности пиков, соответствующих массам ионов исходных молекул, дают возможность определять относительные концентрации атомов. Если рекомбинация атомов между реакционной трубкой и ионным источником пренебрежимо мала, то этим путем можно непосредственно определять абсолютные концентрации атомов. Как правило, на практике такое условие выполнить невозможно, если только нет способа предохранить молекулы газовой пробы от соударений друг с другом. Такие бес-столкновительные системы отбора проб использовались в экспериментах они состоят из серий газоотборных сопел, разделенных быстро откачиваемыми секциями, с помощью которых молекулярный пучок можно направить в источник ионов масс-анализатора. Увеличению интенсивности пучка в значительной степени способствует образование фронта ударной волны после того, как газ, расширяясь после первого газоотборного сопла, приобретает сверхзвуковую скорость. Это заметно коллимирует пучок. Второе сепарирующее сопло выделяет центральную часть этого пучка и направляет его в источник ионов [77]. К сожалению, конструктивные требования по объединению системы сверхзвуковых атомарных и молекулярных пучков с источником этих частиц, находящимся под низким давлением, таким, как струевая разрядная установка, трудновыполнимы. Поэтому во многих практически работающих установках используется обычная газоотборная система с эффузионным молекулярным пучком, в которой диаметр первого сопла не слишком велик по сравнению с длиной среднего пробега молекул. Фонер [70] показал, что можно добиться значительного увеличения чувствительности (отношения сигнал/шум), если такой пучок прерывается колеблющимся язычком, а ионный ток регистрируется с помощью фазочувствительного усилителя, соединенного с механическим модулятором. Система такого типа применялась для исследований радикалов НОг [78]. [c.320]

Некоторые реакции галогенов изучались в экспериментах со скрещенными молекулярными пучками [222]. Наличие прямых измерений полных констант скоростей в струевых разрядных установках сыграло значительную роль в понимании динамики процессов соударения. Из приведенных выше реакций наиболее полное исследование в молекулярных пучках проведено для реакции С1 -Ь Вгг [222], которое подтвердило высокое интегральное сечение этой реакции, примерно соответствующее частоте бимолекулярных соударений. По-видимому, пока не имеется реальной возможности согласовать ранние, косвенные измерения низких значений констант скоростей реакций С1 + Вга, С1 + ВгС1, С1 + 1С1, С1- -СШ0 при фотохимических исследованиях [223] с прямыми измерениями по резонансной флуоресценции [189, 190]. [c.368]

Широко используется криоконденсационный метод откачки в газодинамических установках аэродинамических трубах с Низкой плотностью газа, в камерах испытания ракетных двигателей, в системах аэродинамических молекулярных пучков и т. п. Для всех установок данного типа характерным является то, что при расширении газа в сопле энергия неупорядоченного теплового движения его молекул трансформируется в энергию направленного течения. Это хорошо видно на (рис. 49), где показана сверхзвуковая струя СО2, выходящая из сопла Лаваля. Статическое давление на срезе сопла равно 1 Па, а число Маха — 2,4 . [c.115]

Этот метод измерения спектра поглощения с помощью изменения давления называется оптоакустической спектроскопией, а сама измерительная установка известна как спектрофон. Многие годы в ней использовались обычные источники света [25, 26], но только применение лазеров сделало оптоакустический метод крайне чувствительным и ценным методом инфракрасной спектроскопии. Большая мощность инфракрасных лазеров обеспечивает высокую чувствительность, а хорошая коллимация пучка позволяет сконцентрировать энергию возбуждения в маленьком объеме образца. Высокая чувствительность современных лазерных спектрофонов позволяет обнаруживать следы молекулярных примесей в газах при их концентрациях намного ниже 1 ч. на млн. Поэтому в последние годы этот метод привлекал все большее внимание. Было опубликовано несколько обзоров [27—29], в которых обсуждаются основные принципы метода, его преимущества и ограничения, а также ряд его приложений. [c.253]

Совершенствование вакуумной техники в последние 30 лет позволило понизить остаточное давление в экспериментальных установках до такого низкого уровня, когда молекулярные столкновения становятся практически нереальными, т.е. до давлений ниже 10 мм рт.ст. В таких условиях молекулы, попадающие в вакуумную камеру, устремляются прямо к ее противоположной стенке, никуда не отклоняясь. Так образуется молекулярный пучок. Молекулярные пучки открывают особые возможности для исследования химических реагащй. Самый очевидный способ — это заставить два таких молекулярных пучка пересечься. Почти все молекулярные столкновения в этом случае происходят в зоне их пересечения. Если столкновения вызывают химическую реакцию,то образующиеся фрагменты выходят из реакционной зоны, и измеряя величины их энергий и направления движения, можно получить информацию о таком столкновении. Анализируя пространственное распределение фрагментов и их энергии, можно получить уникальные сведения о тонких деталях химии единичных столкновений. [c.213]

В типичной установке для работы с пересекающимися молекулярными пучками должно быть восемь зон, различающихся по давлению. Вакуум при этом обеспечивается различными ультраглубоковакуумными насосами с высокой скоростью откачки. При этом может оказаться, что около сопла, из которого истекает молекулярный пучок, необходимо поддерживать давление, отличающееся от давления внутри ионизационной камеры детектора, где оно должно составлять всего 10 мм рт.ст. В качестве детектора обычно используется очень чувствительный масс-спектрометр, посредством которого измеряется скорость и угловое распределение продуктов реакции. Если заменить один из пучков на мощный лазер, то с помощью того же прибора можно получать сведения совер-щенно нового типа — сведения о динамике и механизме первичных фотохимических процессов. [c.214]

Механический селектор скоростей молекул — еще одно из средств воздействия на молекулярный пучок, позволяющее в совокупности с другими методами получить независимые данные, облегчающие установление состава пара. Такой селектор сконструирован Зацеля-ниным и применен в качестве дополнительного средства нри расшифровке масс-спектра [180]. Селектор позволяет также изменять соотношение димер мономер в опытах с молекулярными пучками, без изменения температуры пара [146]. Кауфман и Колб [181] описывают сложную установку, в которой для выяснения вопроса [c.71]

Методика получения пленок. Пленка может быть получена посредством испарения металла высокой степени чистоты из микротигля или с нити накала в хорошем вакууме (10 мм рт. ст.) и конденсации пара на независимо обогреваемой подкладке. При подходящей диафрагме можно получить однородный и концентрированный молекулярный пучок. Нагревание тигля можно вполне удовлетворительно осуществить, как показано на рис. 18, при помощи устройства для прямого нагрева электронной бомбардировкой [117]. МикроФигель изображен в верхней части рисунка. Вид установки сверху показан в средней части рисунка внутренняя окружность соответствует тиглю, вторая окружность — нагревательной обмотке, третья окружность — танталовому экрану и четвертая, наружная окружность — цоколю из стекла пирекс, в который впаивается все это устройство. Вид установки в двух продольных разрезах показан в нижней части рис. 18. [c.89]

В настоящей главе не рассмотрены способы определения дипольного момента методом молекулярного пучка [52, 53] или из поглощения радиоволн в диэлектриках [54], поскольку для большинства молекул эти методы дают менее точные результаты, трудны в работе, а иногда просто ненрименимы. Для точных определений дипольного момента изолированной молекулы в условиях, когда она свободна от воздействия окружающей среды, всегда лучше измерять диэлектрическую проницаемость вещества в газообразном состоянии. В этом случае наиболее удобным методом измерений является метод биений. Поскольку большие требования к точности сильно затрудняют измерения в газах и поскольку низкое давление паров большого числа веществ или их термическая неустойчивость исключает возможность измерений в газах, подавляющее большинство измерений дипольных моментов проводится с растворами полярных соединений в неполярных растворителях. Для таких измерений метод биений оказался вполне удобным и точным, причем установка в этом случае получается проще, чем для газов, за счет устранения всяческих специальных предосторожностей, необходимых для работы с газами. При измерениях растворов и жидкостей можно применять также и метод резонанса. Очень хорошие результаты могут быть получены с подробно описанным выше весьма простым вариантом резонансной схемы. В особом случае исследования жидкостей, обладающих значительной электропроводностью, необходимо пользоваться мостиком емкостей или схемой твин-Т . Последние дают удовлетворительные результаты также при применении их к непроводящим жидкостям. [c.52]

Для установления факта переориентации использовалась установка, схематически изображенная на рис. 327а. Внутри длинной металлической трубы, из которой откачан воздух, в результате испарения исследуемого материала в печке D создается атомный или молекулярный пучок, ограниченный щелями 2 и S . Пролетев через трубу, пучок попадает в приемник Е, который регистрирует его интенсивность. Два магнита А т В создают неоднородные магнитные поля так как градиенты их имеют противоположные направления, то и пучок отклоняется этими полями в противоположных направлениях. При соответствующем подборе градиентов отклонение, вызванное вторым маг- [c.570]

О нарушении порядка в кристаллических областях мы судили по изменению объема и плотности элементарной ячейки па различных стадиях деформации. Для определения объема (F) мы измерили периоды а, Ь, с элементарной ячейки полиэтилена по поло кепию рефлексов 200, 020 и 002. Плотность элементарной ячейки р,, рассчитывали по формуле = 2MIV, где М — молекулярный вес мономерной единицы в граммах. Коэффициент 2 указывает на число мономерных единиц, приходящихся па элементарную ячейку. Поскольку величина периода с менялась мало для образцов высокой вытяжки по сравнению с нерастянутыми образцами и так как нам не удалось измерить ее для образцов 2, 3, G и 7 (рис. 1), то нри расчете V для этих образцов мы использовали среднее значение с =- 2,55 А. Положение дифракцион1сого максимума определяли по пересечению линии профиля максимума с линией, проведенной через середины отрезков, соединяющих точки равной интенсивности [27]. Нуль гониометра устанавливали по положению одного и того /ке рефлекса полиэтилена но обе стороны от первичного пучка. Для устранения влияния инерционности интегрирующего устройства счетчик перемещали в прямом и обратном нанравлепиях. Запись каждого дифракционного максимума проводили многократно (обычно двенадцать раз с тремя новыми установками образца). Точность установки образца иа оси гониометра ] УР-5 составляла +0,05 мм. [c.342]

Основными элементами ультрафильтрационных установок фирмы Alfa Laval являются полые волокна (внутренний диаметр 0,5—1,1 мм), состоящие из тонкой плотной сепарационной пленки, расположенной на внутренней поверхности волокна, и наружный пористый несущий слой. Установки выпускают различной производительности. Полые волокна для этих установок изготовляют из полисульфона, полиамида и других полимеров. Получаемые из этих полимеров полые волокна можно использовать для разделения растворов макромолекул с молекулярной массой 1000— 100 000 [129]. Пучок таких параллельных волокон в количестве 600— 3000 упакован в пластмассовый корпус и образует заменяемый патрон. Обычно рабочая поверхность стандартных патронов 1,4—2,4 м при длине 635—1092 мм [129]. [c.64]

Вследствие высокого квантового выхода фотодетекторов в видимой и ультрафиолетовой областях спектра и стопроцентного квантового выхода флуоресценции для молекулярных газов при низких давлениях спектроскопия возбуждения несомненно является наиболее чувствительным методом измерения спектров поглощения. Чувствительност можно даже еще увеличить, если лазерную флуоресценцию сочетать с внутрирезонаторньш пО глощением, используя увеличение мощности излучения внутри лазерного резонатора. Другой способ повышения чувствительности— это установка образца внутри внешнего резонатора, согласованного с волновым фронтом внешнего пучка лазерного излучения и подстроенного к соответствующей частоте. Внутри этого резонатора поле излучения может на два порядка быть интенсивнее, чем снаружи. Метод измерения спектров поглощения с помощью спектров возбуждения нашел уже широкое [c.251]

Серьезным недостатком спектроскопии насыщения является то, что в процессе поглощения участвует очень малая доля пробы (например, те атомы, которые движутся перпендикулярно лучам лазеров) и только часть из них участвует в насыщающем взаимодействии. Разработанный недавно метод двухфотонного поглощения не имеет этого недостатка [78—82]. Хотя вероятности двухфотонного поглощения низки, высокая спектральная мощность лазерных источников позволяет довольно легко детектировать этот процесс. Если два фотона, участвующие в процессе поглощения, соответствуют одной и той же длине волны и движутся в противоположных направлениях, то вклады доплеровского уширения первого порядка гасятся у каждого молекулярного (атомного) центра и наблюдаются естественные щирины линий. В отличие от рассмотренного выще случая однофотонной спектроскопии насыщения все ато.мы или молекулы в лазерном пучке могут участвовать в процессе поглощения, и поэтому сигналы могут быть достаточно сильными. Установка для наблюдения двухфотонных, свободных от доплеровского уширения переходов достаточно проста и изображена на рис. 8.19. Вклады от двух фотонов, движущихся в одном и том же направленип, малы, поскольку сечения ушпрены за счет доплеровского эффекта. Очень узкие естественные ширины линий ( 50 МГц), наблюдаемые ири двухфотонных поглощениях, дают возможность проводить детальный анализ даже изотопов (см. ниже) или ядерных изомеров и могут быть селективно модулированы посредством слабых полей [83] (рис. 8.20). [c.572]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология