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研究生: 莊彧年
Chuang, Yu-Nien
論文名稱: 氘化鈉A1Σ+能態雷射光譜延伸研究及分析
Extended analysis of the A1Σ+ state of NaD by laser spectroscopy
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: 2016
畢業學年度: 104
語文別: 中文
論文頁數: 138
中文關鍵詞: 氘化鈉雷射光譜RKR位能曲線分子常數同位素效應
外文關鍵詞: sodium deuteride, laser spectroscopy, RKR potential curve, isotopic effect, molecular constants
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  • 本篇實驗利用雷射誘導螢光激發光譜偵測氘化鈉單重基態X1Σ+能態與第一單重激發態A1Σ+能態之間分子振轉能級躍遷訊號,並進一步擬合出氘化鈉A1Σ+能態之分子常數(登亥姆係數),與歷年實驗值與理論值做一系列比較。實驗部分是利用Nd-YAG雷射激發與六種染料(Exalite 392E、Exalite 400E、Stilbene 420、Coumarin 440、LDS722、LDS759)偵測不同波段的激發光譜,掃描範圍為360-441 nm,收集到v”=0, 1至v’=5-21之電子躍遷訊號,轉動能級觀測最高至J’=33,共1397組訊號。本論文以氫化鈉同位素折合質量縮放計算v”=0-4, J’=0-20與本實驗觀測結果共同擬合出一套分子常數求得分子常數:Te=22712.52 cm-1、we=229.8 cm-1、wexe=-1.20 cm-1、Be=0.895 cm-1、ae=-0.032 cm-1、De=0.59*10-4 cm-1。利用分子常數建立RKR位能曲線,其平衡核間距算出Re=3.189 Å。A1Σ+能態分子常數∆Gv+1/2、Bv趨勢異常變化與理論計算做比較(DPF理論計算)有良好一致性,∆Gv+1/2(max)=260.34 (260.27) cm-1皆在v’=12、Bv(max)=1.012 (1.013) cm-1皆在v’=8。

    Laser-induced fluorescence spectra of the A1Σ+ state of gaseous sodium deuteride (NaD) from 360-441 nm have been measured using dye laser pumped by Nd-YAG laser. Extended analysis of the new ro-vibrational levels have been observed up to v’=21, and J’=33, respectively. With a total of 1397 data found in this work and combined with data measured by others to determine a new set of Dunham coefficients for A1Σ+ state and also construct the rotationless Rydberg-Klein-Rees curve. Experimental values of Gv, Bv, and Dv compared with theoretical calculations and the Dunham coefficients of NaH by mass-reduced scaling shows fair agreement in this work.

    中文摘要 I 英文延伸摘要(Extended Abstract) II 圖目錄 X 表目錄 X 第一章 緒論 1 1.1 簡介 1 1.2 文獻回顧 6 1.2.1 氫化鈉X1Σ+及A1Σ+能態 6 1.2.1 氘化鈉X1Σ+及A1Σ+能態 8 第二章 理論 13 2.1 雙原子分子能態能量介紹 13 2.2 波恩歐朋海默近似法(The Born-Oppenheimer Approximation) 14 2.3 登亥姆展開式(Dunham expansion) 16 2.4 項符(Term symbol) 17 2.4.1 原子項符 17 2.4.2 雙原子分子項符 17 2.5 罕德耦合(Hund’s coupling cases) 18 2.6 分子光譜(Molecular spectra) 19 2.7 躍遷之選擇律(Selection rules) 19 2.8 RKR位能曲線方法 20 2.9 法蘭克-康登原理(Franck-Condon Principle) 20 2.10 同位素效應(Isotope effect) 21 第三章 實驗 23 3.1 實驗儀器與裝置 23 3.1.1 Nd:YAG雷射 23 3.1.2 染料雷射(Dye Laser) 23 3.2 熱管爐系統(Heat Pipe) 24 3.2.1 熱管爐構造原理 24 3.2.2 實驗前的熱管爐處理 24 3.3 訊號偵測系統 25 3.3.1 光電倍增管(Photomultiplier tube, PMT) 25 3.3.2 訊號積分器系統(Boxcar integrator System) 25 3.3.3 數位示波器(Digital Oscilloscope) 26 3.3.4 電源供應器(Power supply) 26 3.3.5 電腦(Computer) 27 3.4 校正系統 27 3.5 實驗藥品 27 3.5.1 熱管爐系統之藥品 27 3.5.2 染料雷射系統之藥品 27 3.6 實驗方法及原理 28 3.6.1 實驗光譜方法 28 3.6.2 實驗裝置架設 30 第四章 結果與討論 31 4.1 訊號分析與確認 31 4.2 FCF實驗值與振轉能級熱分布之分子躍遷強度影響 35 4.3 訊號校正 42 4.4 氘化鈉分子A1Σ+能態分子常數 43 4.4.1 A1Σ+振動常數比較 49 4.4.2 A1Σ+轉動常數比較 52 4.5 轉動能級分析 55 4.6 氘化鈉之登亥姆係數及RKR位能曲線比較 57 第五章 結論 62

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