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研究生： 林湘琴
Lin, Hsiang-chin
論文名稱： 氣態氫化鈉分子21P電子能階的光譜研究
Spectroscopic Study of the NaH 21P State
指導教授： 黃守仁
Whang, Thou-Jen
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 理學院 - 化學系
Department of Chemistry
論文出版年： 2007
畢業學年度： 95
語文別： 中文
論文頁數： 88
中文關鍵詞： 光譜研究 、氫化鈉 、21P電子能態
外文關鍵詞： Sodium Hydride, 21P state, NaH, Spectroscopic study
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    • 本論文利用疊加式雙光子共振螢光衰減光譜來研究氣態氫化鈉分子21P電子能態。將實驗值比對之後，目前已確認21P電子能態v*(J=1~5)、v*-1(J=1~7)、v*-2(J=2~9)共20個振轉能階，轉動常數Bv值分佈在0.351~1.023 cm-1之間，並且觀察到21P電子能態在解離極限附近的螢光連續衰減的現象。
    這些振轉能階的確認是經由不同中間態相互比對而成，實驗中所選擇的中間態為A1S+電子能態v=10~12這個範圍。將第一道雷射的波長設置在一個由X1S+電子能態躍遷至A1S+電子能態的能量，接著再導入第二雷射設定一段波長範圍作掃描，以獲得21P電子能態的資訊。
    我們也利用激發誘導放射螢光來偵測X1S+電子能態，目前已確認X1S+電子能態v=8(J=2~8)共7個振轉能階。
    目前氣態氫化鈉分子在更高的電子能階雖有理論計算的文獻發表，但缺乏實驗的研究結果來佐證，本研究觀測分析了氣態氫化鈉分子21P電子能態的光譜，可以提供理論計算的文獻作驗證的工作。

    Using optical-optical double resonance fluorescence depletion spectroscopy, we investigated the 21P state and the X1S+ state of sodium hydride in the gas phase. Twenty and seven rovibrational levels of the 21P state and the X1S+ state were assigned and confirmed, respectively. The dissociation limit, H(1s) + Na(3d), of the sodium hydride was also observed in this study.
    Although the literature of theoretical calculations about the higher electronic states of sodium hydride has been reported, there are no experimental data to identify it. In this study, we observed and analyzed spectra of the 21P state. The results of experiment are able to examine the results of theoretical calculations.

    中文摘要……………………………………………………………Ⅰ 英文摘要……………………………………………………………Ⅱ 誌謝…………………………………………………………………III 目錄…………………………………………………………………IV 圖目錄………………………………………………………………VI 表目錄………………………………………………………………VII 第一章 緒論…………………………………………………….1 1-1前言……………………………………………... 1 1-2文獻回顧………………………………………… 1 1-2-1 氫化鈉分子之傳統光譜法研究……1 1-2-2 氫化鈉分子之雷射光譜法研究……4 1-2-3 氫化鈉分子之理論計算…………… 8 1-3 研究氫化鈉21P能態…………………………8 1-3-1 氫化鈉分子21P能態之研究動機……8 1-3-2 氫化鈉分子21P能態之光譜研究歷史9 第二章 理論………………………………………………… 16 2-1雙原子分子的能量………………........... 16 2-2異核雙原子分子的電子光譜…………….…… 22 2-2-1 異核雙原子分子電子態的項符…22 2-2-2 異核雙原子分子的躍遷選擇定律23 2-2-3 躍遷強度……..…………………24 第三章 實驗………………………………………………… 27 3-1實驗裝置…………………………………………27 3-1-1 雷射系統…………………………27 3-1-2 實驗藥品…………………………28 3-1-3 熱管爐系統………………………29 3-1-4 訊號偵測系統……………………30 3-1-5 訊號收集與處理…………………30 3-1-6 雷射頻率校正……………………31 3-2實驗介紹…………………………………………32 3-2-1 實驗方法…………………………33 3-2-1 實驗步驟…………………………37 第四章 結果與討論………………………………………… 47 4-1雷射頻率校正……………………………………47 4-1-1 第一台染料雷射的校正…………47 4-1-2 第二台染料雷射的校正…………48 4-2確認氣態氫化鈉分子的存在…………………48 4-3比較氣態氫化鈉分子X1S+和A1S+電子態之分子常數49 4-4氣態氫化鈉分子21P電子態的偵測……………54 4-4-1 實驗結果…………………………………54 4-4-2 確認21P電子態的存在…………………61 4-4-3 分析21P電子能態的訊號………………65 4-5待完成的工作……………………………………66 第五章 結論……………………………………………………75 參考文獻……………………………………………………………76 附錄………………………………………………………………… 80 自述………………………………………………………………… 88 圖目錄 圖1-1 氫化鈉分子單重態電子能階之位能曲線……………14 圖1-2 氫化鈉分子解離至Na(3d)+H(1s)的位能曲線………15 圖2-1 電子角動量繞核間軸運動……………………………26 圖2-2 軌道角動量和自旋角動量分子軸運動………………26 圖3-1 實驗裝置圖……………………………………………39 圖3-2 Nd-YAG雷射內部光路圖………………………………40 圖3-3 雙光子共振螢光激發技術的三種方式………………41 圖3-4 疊加式雙光子共振螢光技術之偵測方式……………42 圖3-5 實驗躍遷設計圖………………………………………43 圖3-6 NaH分子由X電子能階→A電子能階的部份激發光譜 44 圖3-7 NaH分子由A(11,4)回到基態的雷射誘導螢光………45 圖3-8 選擇NaH分子之中間態A(11,4)所偵測到雙光子螢光衰減光譜圖……………………………………………………………… 46 圖4-1(a) 連續掃描Ne-Fe中空陰極管獲得的激發光譜……… 67 圖4-1(b) 連續掃描Ne-Co中空陰極管獲得的激發光譜……… 67 圖4-2 校正後Ne-Fe中空陰極管的激發光譜……………… 68 圖4-3(a) 碘分子吸收譜線實驗值………………………………69 圖4-3(a) 碘分子吸收譜線文獻值………………………………69 圖4-4 NaH以不同中間態所作的雙光子螢光衰減光譜圖… 70 圖4-5 NaH以中間態A1S+(10,9)所作的雙光子螢光衰減光譜71 圖4-6 NaH以中間態A1S+(10,3)所作的雙光子螢光衰減光譜72 圖4-7 氣態氫化鈉分子21P電子態之轉動能級J(J+1)-1對振轉能級量…………………………………………………………………73 圖4-8 氣態氫化鈉分子21P電子態振動能級對振轉常數……74 表目錄 表1-1 氫化鈉分子之傳統光譜法文獻整理………………………3 表1-2 氫化鈉分子之雷射光譜法文獻整理………………………6 表1-3 氫化鈉分子之理論計算文獻整理…………………………10 表1-4 氫化鈉分子之X1S+、A1S+、C1S+、D1S+電子態之實驗文獻整理……………………………………………………………………12 表2-1 登亥姆係數（Yij）與其所代表的相對意義…………21 表3-1 NaH分子A1S＋←X1S＋的FCF……………………………36 表4-1 修正後的Ne譜線實驗值與文獻值………………………68 表4-2 NaH X1S+電子能態之分子常數文獻整理…………………50 表4-3 NaH A1S+電子能態之分子常數文獻整理…………………52 表4-4 NaH X1S+與A1S+分子常數與實驗值比較之準確度排序53 表4-5 利用不同A1S+中間態所觀測到的譜線訊號………………55 表4-6 利用不同A1S+中間態所觀測到的X1S+譜線訊號………64

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    下載圖示 校內：2017-06-30公開
    校外：2017-06-30公開
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