激光化学与物理学:下一个科学新领域

原子和分子是如何与光发生相互作用的 ?人们也许会认为业已成熟的现代激光光谱学已经回答了这一基本问题 ,今后只需应用好我们的知识资源就可以了。然而 ,超短、超强脉冲激光器的发展已使人们认识到在光与物质相互作用方面尚有许多问题需要研究。众所周知 ,超短脉冲激光器使人们能够在飞秒尺度上对分子过程进行实时探测。然而最新的进展并不是出自于脉冲的超短时间宽度 ,而是起源于光脉冲的极高光强。线性调频脉冲放大器的出现 ,大大地增加了超短脉冲激光器的输出能量。现在 ,即使是在大学的实验室中也可利用实验台上的高功率线性调频脉冲放…     

具有激光性质的“物质波”

美国麻省理工学院（MIT）的物理学家最近宣称他们已制造了世上首台原子激光器。这台激光器类似光学激光器，但发射的纳原子却比光波发射的钢原子更多。通过原子激光器发射的原子束能聚焦至针尖那般细，或者经过长距离发射后仍保持良好的聚焦性。MIT的科研人员沃尔夫冈·凯特尔教授（Wo内augKetter－le）称，这种原子激光器具有极其灵巧的结构，可以直接贮存在计算机集成电路块中。由于这种原子激光器只适宜真空环境，因而没有如光学激光器那么广泛的应用价值。这种原子激光器最重要的一个环节是能产生一种新型的物质波：玻色一爱因斯坦…     

激光诱发荧光技术及其应用

自从1960年第一台激光器问世以来,激光技术发展十分迅速,其中之一就是随着可调谐染料激光器的出现而发展起来的激光诱发荧光(laser inducedfluorescence,以下简称LIF)技术. 所谓LIF方法,就是用波长和我们所要探测的样品(分子或原子)的吸收线相匹配的激光,去辐照样品,使样品共振吸收激光光子而处于激发态,并发出荧光辐射,如图1所示.然后用滤波器或单色仪加上     

“LiF:F_2~-色心激光材料”通过成果鉴定

研究色心激光材料是光学晶体材料研究中的一项重要课题,鉴于色心材料制成的激光器具有在0.8～3.3μm波长的红外波谱段连续可调谐、线宽度窄、分辨率高等优点,比其他激光器更适用于时间可辨的高分辨原子和分子红外光谱学及多光子激发等许多方面,从而十分引人注目。     

怎样清点原子

麦克斯韦妖能够区分单独的微粒。配备着激光器的现代妖魔能够检测单个的原子和分子。称为共振电离光谱法的异常简单的技术将引起分析科学的一场革命。     

能级简并度在高效脉冲放电金属蒸气激光器中的作用

在1966年的国际量子电子学会议上,Walter等人提出了以中性铜原子蒸气激光器为代表的一类新的激光器——高效脉冲放电气体激光器。这类激光器的固有特征是自终止的,其工作物质大多为金属蒸气,所以通常也称作自终止型金属蒸气激光器。 过去的十九年,这类激光器已有了很大的发展。铜蒸气激光器输出的平均功率已从当年     

类脂双层传感器和生物分子电子学

从本世纪60年代初起人们对类脂双层进行了广泛的研究。目前,平面的双层类脂膜(缩写为BLM)与球状的类脂双层即脂质体一起在经过适当修饰后已是生物膜的最佳模型。近来,微电子学的进展和人们对包括BLM在内的超薄有机膜的兴趣已导致生物传感器的发展,从而在化学、电子学以及生物学等学科的交叉处产生了一个新的研究领域:生物分子电子学。这个激动人心的新科技领域是发展新的半导体后电子技术即其长期目标是分子计算机的分子电子学的一部分。当前的微电子学与未来的分子电子学之间的分界线为一微米。在一微米以下,经典的微电子学规律不再成立而量子力学的规律开始起作用。微电子学以半导体薄片为基础,而新型的分子电子学将以分子和原子本身的能力为基础。在分子电子学里有两个主要方向:(1)以分子和原子的性质为基础的分子电子学和(2)应用量子效应的纳电子学。人们预期这些新的领域将发展出比目前PC计算机线路要快10万倍的分子电子线路,在分子电子线路里,分子的信息加工能力将通过电子及其结构的变化来实现。在生物体里,蛋白酶的构     

原子分子数据

1.什么是原子分子数据所谓“原子分子数据”,是有关单个原子、分子的各种性质以及有关原子分子之间或者原子、分子与电子、光子之间相互作用的各种数据的总称,它包括原子能级、分子构造方面的数据,以及原子分子的光吸收几率、由电子碰撞引起的原子分子的电离截面等等数据。另外,在化学反应速度方面,特别是比较简单的分子在气相反应中的数据,也属于原子分子数据的范畴。     

在激光导致的高激发态原子中检验泡利不相容原理的适用性

激光技术已被用于精确检验自然界的某些基本规律,如利用激光干涉仪准确证实了空间的各向同性。1985年,H.Rinneberg等应用一对可调激光器发出的激光束照射一束被引入屏蔽真空室内的稀薄原子,其中一个激光器发射频率相当于把电子激发到较高的中间状态所需要的能量;另一束激光提供的能量将原子中的电子激发到主量子数n=290的高能级。这是实验室中目前所获得的最大原子,也是一系列n不断增大的高激发态原子的最佳实验结果。基于高能实验和理论等,1984年我们提出     

多光子泵浦过程的Dressed态

自从激光器诞生以来,在理论上寻求处理强光与物质相互作用的合适方法就一直为人们所关注。70年代初期,Stroud提出了非微扰论的理论模型——Dressed原子模型的原型。随后Cohen-Tannoudji发展完善了二能级原子的Dressed态方法(本征函数法),同时Compagno和Persico发展了另一种称为Dressed幺正变换算符的方法。Dressed原子模     

原子及分子簇化学引论

原子及分子簇化学引论中国科学院化学研究所博士冯万勇１引言原子及分子簇（ｃｌｕｓｔｅｒ）是指由二个或二个以上原子、分子，或原子和分子组成的聚集体（以下简称团簇）。其原子或分子的数目从２到几千范围内。团簇的定义，通常认为其是中性或电离的由化学或物理键合而...     

势诱导原子多极矩分布

一、分子间相互作用和原子多极矩分布分子中的电荷分布可以用分子多极矩表示出来,也可以用另一种方式来表示,即以分如分子偶极矩就足以描述静电作用,但两分子比较接近时,即使将分子的较高极矩考虑进去,子中的各原子为中心,用原子多极矩来表示原子周围的电荷分布,如此在分子中形成一原子多极矩的分布,静电作用可以被看作是两分子的原子多极矩的相互作用。这样做的优点是,原子多极矩的低级项的分布可以代表分子多极矩的高级项,从而大大提高多极展开的效率。     

电负性均衡原理在计算原子电荷分布中的应用

著名化学家Pauling提出的电负性概念,用以描写原子得失电子的能力,为讨论分子的各种性质时广泛引用.然而,电负性概念的精密的理论定义,却是近年来Parr等人用密度泛函理论表述出来的,从而使电负性的研究和应用有了新的进展.最近十几年,随着对生物大分子进行动力学计算机模拟的研究和发展,利用分子几何构型和原子电负性.直接计算分子中的原子电荷分布,受到人们的极大关注,研究并建立了一些方法和程序.其中     

欧美科学家使用飞秒X射线激光检测一氧化碳氧化反应的过渡态

<正>我们赖以生存的物质世界是由原子组成的,原子按照自然法则结合成种类和功能特别丰富的分子.然而,分子中的原子与其他原子相互结合形成新分子并非一蹴而就,往往需要克服被称为势垒的障碍,障碍的最高点被称为过渡态.如图1所示,一氧化碳分子中的碳原子(C)与吸附在固体表面的氧原子(O)接近时,经历过渡态(OL CO)则形成二氧化碳分子(CO2).过渡态将新分子(产物)与旧分子(反     

化学性质的相对论效应

虽然在解释含有重元素的一些分子的磁性质中已经承认了自旋-轨道效应,但要确定相对论性各项对键能、电离势以及各种化学性质所起的作用,尚需作更精细完善的计算。现在已经作了一些原子和几种分子的相对论性量子力学计算,而且人们可以指出:重元素的许多反常偏离周期表趋势的现象可以归因于相对论效应。     

超原子物理学:原子层次上物理的新方向

正提出建设超原子物理学的观点,是缘于原子物理学等相关学科的发展成就,其实质是开展原子层次上人工基元的物理规律探索,并以此构造新的物理学工具.作为由原子构成的团簇结构,超原子的分子轨道可展现出相近于原子电子轨道的对称性;不仅如此,相比于元素周期表中可谓寥寥无几的自然界元素原子,超原子的种类浩如烟海.     

CS_2Rydberg自离化态和分子离子高激发态的探测

一、引言 近年来,由于多光子离化光谱学的迅速发展,自离化态的研究成了人们很感兴趣的课题。然而,与原子系统相比,分子具有丰富的振子能级结构,这也给研究带来了相应的复杂性。 CS_2分子和离子的多光子离化(MPI)光谱学研究,特别是分子紫外光子的三光子过程     

气相甲醇分子的核自旋变体的分离和转换机制研究进展

原子核自旋变体(简称核自旋变体)是分子的基本存在形式.由核自旋不为零的同种原子组成的所有分子都有两种或两种以上的核自旋变体.本文先简要地回顾了初期正氢和仲氢分子的研究发展,然后介绍了几种多原子分子的核自旋变体.甲醇分子是有内部扭动类分子的原型代表和最重要的恒星大气分子之一,它有正甲醇和仲甲醇两种核自旋变体.用激光控制分子的热运动,利用光诱导漂移技术可以在室温下将正甲醇和仲甲醇分子部分地在空间中分离开,进而探求它们之间相互转换的物理机制.本文概述了该技术的基本原理和实验方法,介绍了气相正甲醇和仲甲醇分子呈现出的反常光诱导漂移量子现象,以及用量子弛豫理论定量地解释它们在0.3~2 Torr压力范围内的转换率随压力非线性变化新奇关系的最新研究结果.最后,简要展望了本研究结果的潜在应用.     

分子模拟的发展及应用

因发展分子模拟方法使得在分子和原子水平上研究复杂体系的运动及反应成为可能,2013年度的诺贝尔化学奖颁给了三位美国科学家——哈佛大学的卡普卢斯、斯坦福大学的莱维特以及南加州大学的瓦尔谢勒。为理解他们工作的科学意义,本文就分子模拟的发展及应用做一简单介绍。     

原子和平

“原子构成了分子,分子构成了物质……”老师在讲台上唾沫横飞地说教,“人体中就有许多的原子……”