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研究生： 陳宏凱
Hong-kai Chen
論文名稱： 氮氣光譜之研究Ⅱ:
The Research of Nitrogen SpectraⅡ:C3Πu-X1Σg+及a1Πg- X1Σg+ System
指導教授： 倪簡白
Jan-Bai Nee
口試委員:
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 理學院 - 化學學系
Department of Chemistry
畢業學年度： 89
語文別： 中文
論文頁數： 61
中文關鍵詞： 氮氣 、吸收截面 、振動 、同步輻射 、螢光
外文關鍵詞： Nitrogen, Absorption Cross Section
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    • 目 錄 第一章 緒論 …………………………………………………………. 1 1-1 大氣中氮氣的光吸收 ……………………………………….. 1 1-2 105~150nm 主要吸收譜系 ………………………..………. 4 1-3 氮氣的基本電子組態與能階 ……………………………….. 10 第二章 儀器與實驗步驟………………………………………………. 16 2-1 同步輻射光源 ……………………………………………….. 16 2-2 同步輻射光源實驗系統簡介 ……………………………….. 18 2-2-1 1m-SNM 光束線 …………………………………………18 2-2-2 HF-CGM 光束線 ……………………………………….. 21 2-3 同步輻射光之波長校正 …………………………………….. 25 2-4 實驗系統的真空 ……………………………………………… 25 2-5 同步輻射光源系統之實驗步驟 ……………………………… 25 第三章 數據處理 ……………………………………………………. 27 3-1 同步輻射吸收光譜 ………………………………………….. 27 3-1-1 吸收光譜的取得 …………………………………………... 27 3-1-2 螢光光譜的取得 ………………………………………….. 33 3-2 誤差的估計 …………………………………………………… 34 第四章 實驗結果與分析 ………………………………………………35 4-1 氮氣吸收光譜與吸收截面 …………………………………….35 4-2 以105~114nm同步輻射光激發氮氣所得之螢光光譜 …….. 51 4-3 一氧化碳與氬氣的吸收譜線 ………………………………… 53 4-4 氮氣的轉動光譜 ……………………………………………… 55 第五章 結論 ……………………………………………………………58 參考資料 ………………………………………………………………… 59 圖 目 錄 圖1.1 高空溫度分佈對各氣層之定義(600~800km) ………………… 2 圖1.2 N2在大氣高度120~180km的密度分佈 ……………………... 3 圖1.3 a和a’能態相當接近與類似 …………………………………. 6 圖1.4 氮氣位能曲線圖 ………………………………………………. 9 圖1.5 利用LCAO所求出之分子電子軌域 ………………………... 12 圖2.1 同步輻射光(Seya 光束線)強度之光譜分佈圖 (104 nm—170 nm) ……………………………………………… 17 圖2.2 同步輻射光源(1m-SNM)之實驗系統圖 …………………….. 18 圖2.3 同步輻射光源(6m-CGM)之實驗系統圖 …………………….. 21 圖2.4 R268 光電倍增管於不同波長偵測效益圖 ………………….. 23 圖2.5 水楊酸鈉於VUV區不同波長轉換效率圖 ………………….. 23 圖2.6 氬氣在(Seya)104.82 nm與106.67 nm之吸收光譜 …………. 24 圖2.7 氬氣在(HF-CGM)104.82 nm與106.67 nm之吸收光譜 ……. 24 圖3.1 PMT-R268偵測到的同步輻射光背景與 儲存環內電流的關係 …………………………………………. 29 圖3.2 歸一化 { Iw(0) / i0 }後的結果 ………………………………… 29 圖3.3 以迴歸方式處理在壓力為8 torr 時背景與吸收的關係 ……..31 圖3.4 以迴歸方式處理在壓力為1 torr 時背景與吸收的關係 ……31 圖3.5 未經迴歸處理壓力為1 torr 與8 torr所得的吸收截面 …… 32 圖4.1 氮氣在105~150nm 的吸收截面 (90 torr) …………………… 37 圖4.2 為圖4.1 未處理之原始吸收光譜 ……………………………. 38 圖4.3 振動量子數與 法蘭克-康頓 因子(FCF) 的關係 …………… 42 圖4.4 振動量子數與吸收截面(90、80、70 torr)的關係 …………… 42 圖4.5 振動量子數與吸收截面(60、50、40 torr)的關係 …………… 43 圖4.6 振動量子數與吸收截面(30、20 torr)的關係 ………………… 43 圖4.7 振動量子數與吸收截面(15、12 torr)的關係 ………………… 43 圖4.8 振動量子數與吸收截面(10、8 torr)的關係 ………………… 43 圖4.9 振動量子數與吸收截面(6、4、3、2 torr)的關係 …………… 44 圖4.10 振動量子數與吸收截面(1、0.9、0.8 torr)的關係 ………….. 44 圖4.11 LBH(3,0)band 壓力對吸收截面的影響 …………………….. 44 圖4.12 N2（C - X）振動量子數與F - C factor的關係 ……………..48 圖4.13 振動量子數與吸收截面(90、80、70 torr)的關係 ………….. 48 圖4.14 振動量子數與吸收截面(60、50、40 torr)的關係 …………. 48 圖4.15 振動量子數與吸收截面(30、20、15 torr)的關係 ………….. 49 圖4.16 振動量子數與吸收截面(12、10、8 torr)的關係 …………… 49 圖4.17 振動量子數與吸收截面(6、4、3 torr)的關係 ……………… 49 圖4.18 振動量子數與吸收截面(2、1、0.9、0.8 torr)的關係 ……… 47 圖4.19 同步輻射光(HF-CGM)105~114nm激發氮氣 得到的2P譜系螢光 ………………………………………… 51 圖4.20 N2（a1Πg — X1Σg+）(3,0)譜帶的轉動光譜 …………………… 55 圖4.21 N2（C3Πu— X1Σg+）(0,0)譜帶的轉動光譜 …………………… 57 表 目 錄 表1-1 氮氣的各譜系之能態躍遷 ……………………………………. 8 表1-2 氮原子之電子組態與特性常數 ………………………………. 11 表1-3 氮原子已觀察到的躍遷 ……………………………………..... 11 表1-4 氮分子之電子組態及特性 …………………………………..... 13 表1-5 氮分子（14N2）各電子態之振動常數 ……………………...… 13 表2-1 實驗裝置儀器(Seya) ………………………………………….... 18 表2-2 實驗裝置儀器(HF-CGM) ……………………………………... 21 表3-1 分段迴歸範圍與所使用的多項式 ………………………….… 30 表4-1 在105~150nm的氮氣譜帶 …………………………………... 35 表4-2 氮氣在104~150nm譜線位置[14]以及所對應的 FCF ………... 36 表4-3 實驗與理論所得到的吸收位置（a - X）(氣體壓力90 torr) … 40 表4-4 N2（a - X）壓力與吸收截面的關係 …………………………. 41 表4-5 N2（C - X）之振動能與吸收截面，氣體壓力90torr ……….. 46 表4-6 實驗與理論所得到的吸收位置（C - X），氣體壓力90torr … 46 表4-7 N2 (C - X）壓力與吸收截面的關係 …………………….……. 47 表4-8 N2( C - X）高解析度與低解析度吸收截面的比較…………… 47 表4-9 C3Πu-B3Πg (2P)螢光的譜線位置 ……………………………… 51 表4-10 CO的 4+ 譜系(A1Π-X1Σ+) …………………………………. 53 表4-11 一般常用分子的熔沸點比較 ..……………………………... 54 表4-12 14N2 電子態之振動與轉動常數 ……………………………..56 表4-13 N2（a1Πg←X1Σg+）( 3,0 ) 轉動能階位置 …………..……….56

    1. Morren, M. A., Ann. Chem. Phys. ,4 ,293 (1865).
    2. Lyman, T., Astrophys. J. 33,98~107 (1911)
    3. Sponer, H., Z. Phys.,41,611~618 (1927)
    4. Birge, R. T. and Hopfield, J. J. Astrophys. J.68 ,257~278 (1928)
    5. Herman, R. ,C. R. Acad. Sci. 217,141~143 (1943)
    6. Herman, R. ,Ann. Phys. (11) 20, 241~291 (1945)
    7. Herzberg, G. ,and Herzberg, L. ,Nature ,161, 2883 (1948)
    8. Douglas, A. E. and Herzberg, G., Can. J. Phys. 29,194~300 (1951)
    9. Lofthus ,A., Can. J. Phys.,34, 780~789 (1956)
    10. Wilkinson, P. G. and Houk, N. B., J. Chem. Phys.,24 ,528~534(1956)
    11. Vanderslice, J. T. , Tilford, S. G. ,and , Wilkinson, P. G., Astrophys.
    J.,141,395~426 (1965)
    12. Tilford, S. G. , Vanderslice, J. T. ,and Wilkinson, P. G. Astrophys. J.,
    142, 1203~1226 (1965)
    13. Tanaka, Y. , J. Opt. Soc. Amer., 45 ,663~664 (1955)
    14. J. Phys. Chem. Ref. Data, 6, no.1 (1977)
    15. Hideo Okabe , Photochemistry of Small Molecules (1978)
    16. A. L. Broadfoot ,D.B.Hatfield, E. R. Anderson, T. C. Stone, B. R. Sandel,
    E. Murad, D.J.Knecht, C.P. Pike, and R.A.Viereck, J. of Geophysical Res.
    ,102, no.A6 ,11567~11584 (1997)
    17. I. Kanik , L. W. Beegle, J. M. Ajello and S. C. Solomon, Phys. Chem.
    Earth(C) , 25 ,No. 5-6 ,573-581 (2000)
    18. Tanaka, Y., Absorption spectra of nitrogen molecule in the region
    600-1500 Å. Mem. Soc. R. Sci. (Liege), Ser.5 ,4,198-201 (1961).
    19. K. Watanabe, M. Zelikoff, and E. C. Y. Inn, Absorption Coefficients of
    Several Atmospheric Gases, Air Force Cambridge Res. Center, Tech.
    Report No. 53-23 (1953).
    20. Wilkinson, P. G. High resolution absorption spectra of nitrogen in the
    Vacuum Ultra-Violet. Astrophys. J.,126, 1-9 (1957).
    21. Garstang,R.H. ,1962 ,Atomic and Molecular Process(New York：
    Acamedic press)
    22. L. C. Lee ,T. G. Slanger, G. Black ,and R. L. Sharpless, J. Chem. Phys.
    ,67, 5602 (1977)
    23. Y. Tanaka, A. S. Jursa ,and F. Leblanc , J. Chem. Phys., 26 , No. 4
    (1957)
    24. Ogawa, M., and Tanaka, Y., J. Chem. Phys., 300,1354~1355 (1959)
    25. Wilkinson, P. G.,and Mulliken,R. S., J. Chem. Phys., 31,674~679
    (1959)
    26. Tanaka Y., Ogawa, M.,and Jursa,A. S., J. Chem. Phys., 40 , 3690~3700
    (1964)
    27. Campbell, I. M., and Thrush, B. A., Trans. Faraday Soc., 65, 32~40
    (1968)
    28. Tilford, S. G., Wilkinson, P. G.,and Vanderslice, J. T., Astrophys. J., 141,
    427~443 (1965)
    29. Benesch, W. et. al., Franck-Condon Factors for observed transition.
    Astrophys. J.,143 ,236~252 (1966)
    30. Wilkinson, P. G., J. Chem. Phys., 32,1061~1065 (1960)
    31. Tilford, S. G., Vanderslice, J. T.,and Wilkinson, P. G., Astrophys. J., 141,
    1226~1265 (1965)
    32.中華民國國立中央大學物理研究所潘敏豪(PMH)碩士論文。
    33. Yuk L. Yung and William B. DeMore,” Photochemistry of Planetary
    Atmospheres” p261 , Oxford University Press ,1999.
    34. Joseph H. Noggle,Physical Chemistry, 3rd ed.,p795
    35. T. Trickl, D. Proch ,and K. L. Kompa , J. of Molecular Spectroscopy
    ,162 ,184-229(1993)
    36.Buttenbender,G.,and Herzberg G.,Ann. Phys.(Leipzig)(5) 21,577~610
    (1934)
    37.Dieke ,G. H.,and Heath D. F. The first and second positive bands of N2 .
    Johns Hopkins Spectroscopic Report No.17 ,Department of Physics,The
    Johns Hopkins University,Baltimore(1959)
    38.Ch. Ottinger and G. Shen. J. Chem. Phys.108(5),1 (1998)
    39.J.A.R.Samson,Techniques of Vacuum Ultraviolet Spectroscopy(Pied
    Publisher,1980),p214

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