励起状態アルカリ原子・分子の光化学反応と結晶微粒子の生成

激发态碱金属原子和分子的光化学反应及晶体颗粒的生成

• 批准号: 62606515
• 负责人: 藪崎 努
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1987
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1987 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-62606515/
• 关键词: レーザースノー; アルカリ原子・分子; 光化学反応; レーザースノー; アルカリ原子・分子; 光化学反応

水素気体中のアルカリ原子をレーザー光により或るエネルギー以上の状態に励起するとアルカリ・水素分子が非常に高い効率で生成される. 生成された分子の密度が臨界値以上になると凝縮により1μm程度の結晶微粒子が生成されるが, この粒子は天然の雪に類似した点が多く「レーザースノー」と呼ばれている. この現象はコロンビア大学で最初見い出されたが, 我々もほぼ同時期に独立して観測しており, その後我々はアルカリ分子を励起しても結晶微粒子が生成されることを見い出した. この現象は多くの人達に関心を持たれているにも拘らず, 励起状態原子, 分子の化学反応を始め, 結晶微粒子の生成, 成長過程, 生成された粒子自体の構造や形等不明な点が極めて多い. 本研究ではこのようなレーザースノー生成に関する種々の素過程やその他未知の点を総合的に研究し明らかにすることである. 本年度の研究では, レーザースノーが光電子を放出することにより, 電子電荷の10^4倍という大きな正の電荷を帯びている点に注目した研究を行ったが, その結果, 従来全く知られていなかった事実, 新しい現象を見い出すことがでた. その1つはレーザースノーの結晶形を最初に観測したことである. レーザースノーは大きく成長するに従い重力により落下してしまい, 従来得られた粒子の大きさは最大1μm程度で, その形を光学顕微鏡で観測できなかった. そこで粒子を電界により指示し大粒径の粒子を得た. その結果粒子は単結晶で, その形は温度, 光強度に依存することがわかった. また粒子の成長に対して, 光電子が一種の銛繋ち効果を越し, 結晶成長速度を大巾に増大させるという新しい現象も見い出すことができた. また電界により粒子を集めると, 電極表面からひげ結晶が作られ, それがおおきな樹枝状結晶に成長すること, その形がフラクタルであることも見い出した. これらの結果は国際会議で報告する予定をしている.

当激光光激发氢气中的碱原子对某种能量或更高的状态时，碱性和氢分子的效率极高。当产生的分子的密度超过临界值时，通过凝结产生约1μm的晶体颗粒，但这些颗粒通常与天然雪相似，称为“激光雪”。这种现象最初是在哥伦比亚大学发现的，但我们大约在同一时间独立观察它们，我们发现即使碱性分子被激发，也会产生结晶颗粒。尽管有这种现象，但仍有许多人对这种现象感兴趣，并且有许多未知点，例如激发态原子，分子化学反应，晶体颗粒的形成，生长过程以及颗粒本身的结构和形状。这项研究旨在全面调查和阐明与激光雪相关的各种基本过程和其他未知点。在今年的研究中，通过发行光电子，激光雪发出，我们进行了研究，重点是这一事实是，这是电子电荷的10^4倍的大型正电荷，结果，我们发现了过去未知的新现象。其中之一是我们首先观察到激光雪的晶体形状。随着激光积雪的增长，由于重力而下降，并且获得至1μm的颗粒的大小，并且无法使用光学显微镜观察其形状。因此，我们通过电场指示颗粒以获得较大的粒径。结果，发现颗粒是单晶，它们的形状取决于温度和光强度。此外，我们发现光电子通过一种鱼叉连接效应，并在很大程度上增加了晶体生长速率。此外，当通过电场收集颗粒时，从电极表面形成晶须晶体，它们生长成大型树突状晶体。他们还发现其形状是分形的，这些结果计划在国际会议上进行报告。