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研究生： 陳俊瑋
Jin-Wei Cheng
論文名稱： 直流放電自由噴射分子束研究
指導教授： 張伯琛
Bor-Chen Chang
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： 79
中文關鍵詞： 高壓直流放電 、超音速自由噴射分子束 、鹵化亞甲基
外文關鍵詞： DC Discharge, Supersonic Free Jet
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    • 在本論文中我們成功地使用超音速自由噴射分子束(Supersonic Free Jet Expansion)搭配高壓直流放電(DC Discharge)裝置取得HCBr/DCBr/HC35Cl在可見光區(570nm-630nm)從 之雷射誘導螢光激發光譜及HC35Cl 之雷射誘導螢光分光光譜。藉由所取得HCBr 及DCBr 之雷射誘導螢光激發光譜，首次分析出HCBr/DCBr在可見光區之轉動結構並得轉動常數 值HCBr 為0.4336(3) cm-1與DCBr 為0.3867(2) cm-1。並且也首次觀測到DCBr (0,6,2)之雷射誘導螢光激發光譜。
    對於HC35Cl分子，藉由螢光分光光譜首次得知電子基態（ ）之振動結構並得HC35Cl彎曲振動頻率(w2)約為1201.6±4.0cm-1，C-Cl拉伸振動頻率(w3)為829.3±4.0cm-1，非簡諧常數(anharmonicity constant) x22為-2.4±1.2cm-1，x33為-6.9±1.1cm-1，彎曲拉伸偶合(bend-stretch coupling) x23為-7.3±1.1cm-1。HC35Cl分子之電子基態至能量2788 cm-1 時並未發現有振動結構之干擾。因此推測三重態與單重態能階差(triplet-singlet energy gap)大於7.97 kcal/mol。

    目錄 第一章: 緒論 1 - 1 研究方向: 1 1 - 2 鹵化亞甲基分子相關研究: 3 第二章: 實驗內容 2 - 1 實驗目標 6 2 - 2 光譜簡介 6 2 - 3 超音速自由噴射 8 2- 3.1 超音速自由噴射原理 9 2- 3.2 以超音速自由噴射分子束測得NO2之螢光光譜 13 2 - 4 產生自由基的方法 18 2- 4.1 高壓直流放電簡介 19 2- 4.2 藉由高壓直流放電所產生He弧光實驗 20 2 - 5 超音速分子束搭配高壓直流放電測得HCBr、DCBr及 HC35Cl之雷射誘導螢光激發光譜 21 2 - 6 超音速分子束搭配高壓直流放電測得HC35Cl之雷射誘 導螢光分光光譜 23 第三章: 結果與討論 3 - 1 HCBr與DCBr之雷射誘導螢光激發光譜 26 3 - 1.1 HCBr之雷射誘導螢光激發光譜 26 3 - 1.2 DCBr之雷射誘導螢光激發光譜 29 3 - 2 HC35Cl之雷射誘導螢光激發光譜及螢光分光光譜 31 3- 2.1 HC35Cl之雷射誘導螢光激發光譜 31 3- 2.2 HC35Cl之雷射誘導螢光分光光譜 33 第四章: 結論 40 表目錄 表一 HCBr K=01之分子轉動參數 42 表二 HCBr K=01之轉動結構 43 表三 DC79Br與DC81Br其同位素分離(Isotopic Splitting)， D 之比較表 44 表四 DCBr K=01之分子轉動參數 45 表五 DCBr K=01之轉動結構 46 表六 HC35Cl電子基態振動能階頻率比較表 47 表七 HC35Cl 振動譜帶放射頻率 48 表八 HC35Cl電子基態( )振動能階頻率 49 表九 HC35Cl及HCBr Triplet-Singlet Energy Gaps之比較 50 圖目錄 圖一 HCBr位能曲線圖 51 圖二 超音速自由噴射示意圖 52 圖三 超音速分子束測NO2螢光光譜實驗裝置圖 53 圖四 真空腔手臂設計圖 54 圖五 螢光收集示意圖 55 圖六 高壓直流放電HCBr分子 所產生之雷射誘導螢光訊號圖 56 圖七 噴嘴高度對NO2螢光光譜解析度與能階分布的影響 57 圖八 NO2雷射誘導螢光光譜與 Optogalvanic Spectrum 58 圖九 空間排列示意圖 59 圖十 時間控制示意圖 60 圖十一 電極細部組合圖 61 圖十二 不同電壓下放電電流 62 圖十三 不同電極電壓組合之He弧光放射譜線 63 圖十四 He弧光放射譜線圖 64 圖十五 超音速分子束搭配高壓直流放電雷射誘導螢光實驗裝置 65 圖十六 HCBr 之雷射誘導螢光光譜 66 圖十七 雷射誘導螢光與螢光分光之比較 67 圖十八 雷射誘導螢光分光光譜實驗裝置圖 68 圖十九 程式流程示意圖 69 圖二十 激發HC35Cl 之雷射誘導螢光分光光譜 70 圖二十一 HCBr 、 及 之雷射誘導螢光激發光譜 71 圖二十二 HCBr 與 之雷射 誘導螢光激發光譜 72 圖二十三 HCBr 之雷射誘導螢光激發光譜 73 圖二十四 DCBr 、 及 之雷射誘導螢光激發光譜 74 圖二十五 DCBr 高解析之雷射誘導螢光 激發光譜 75 圖二十六 HC35Cl 與 之 雷射誘導螢光激發光譜 76 圖二十七 HC35Cl 之雷射誘導螢光激發光譜 77 圖二十八 激發HC35Cl (0,5,0)之雷射誘導螢光分光光譜 78 圖二十九 激發HC35Cl (0,4,1)之雷射誘導螢光分光光譜 79

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