電子による分子の励起・解離素過程の赤外発光スペクトル法による研究

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 02403007
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 小川 禎一郎 九州大学, 大学院総合理工学研究科, 教授 (50028156)
• 研究分担者: 中島 慶治 九州大学, 大学院総合理工学研究科, 講師 (50188934)
• キーワード: 電子衝突 / 励起解離 / 超励起状態 / 赤外発光スペクトル / 断面積 / 水素

研究概要

本申請課題は電子分子衝突により生成する励起種の赤外発光スペクトルを測定し、可視紫外部の発光スペクトルと比較しつつその励起解離過程を解明することを目的とする。本年度は赤外発光スペクトルを測定しその定量性を検討すると共に、いろいろな系の可視紫外発光スペクトルの測定と解析を行った。
1.赤外発光スペクトルの測定……電子-分子衝突により生じる励起水素原子(n=4)のPaschen α線の発光スペクトルを測定し、発光断面積の電子エネルギー依存性を求めた。赤外発光スペクトルによる発光断面積の絶対測定は他に例がないため、測定値の信頼度や較正法について検討しつつあり、定量的に信頼性のある断面積決定に向かいつつある。
2.水素分子の解離過程……水素分子の解離のさい、生成水素原子の方位量子数分布がどうなっているかは、化学反応の角運動量効果を解明する最も簡単な例であるが、未解決の問題である。Paschen α線の断面積より、H^*(4f)の生成断面積を計算し、その生成が核間距離の大きいところでのポテンシャル曲線の乗り移りによることを推定しつつある。
3.可視紫外発光測定……メタン・エタン・エチレン・アセチレンなどの電子衝撃により生成する励起CHラジカルの発光スペクトルを測定し、振動・回転分布を求めた。CHラジカルは電子エネルギーが上昇するほど振動温度が上がる。高しきい値の成分ほどよく振動励起されていることを見いだした。回転温度は逆に低電子エネルギーほど高く、回転遷移の選択則が破れるためと考えられる。

研究成果

• [文献書誌] T.Ogawa,S.Ihara,K.Nakashima: "Fano plot for the slow and groups of excited hydrogen atoms produced in e-H_2 collisions." Chemical Physics. 161. 509-513 (1992)
• [文献書誌] K.Nakashima,M.Taniguchi,T.Ogawa: "Electron impact dissociation of hydrogen molecule:Time-resolved measurements of the Balmer Iine." Chemecal Physics Letters. 197. 72-76 (1992)
• [文献書誌] N.Yonekura,K.Nakashima,T.Ogawa: "Translational energy distributions and angular difference Doppler profiles of the excited hydrogen atom produced in e-C_2H_4 collisions." Journal of Chemical Physics. 97. 6276-6282 (1992)
• [文献書誌] T.Ogawa,S.Ihara,N.Yonekura,T.Yasuda,K.Nakashima: "Formation cross sections,emission cross sections and Fano plots of translational-energy-separated excited hydrogen atoms(n+3,4)produced in e-H_2O collisions." Chemical Physics. 168. 145-150 (1992)