Fizyka wiązki molekularnej

Wiązka molekularna, każdy strumień lub promień cząsteczek poruszających się w tym samym ogólnym kierunku, zwykle w próżni - tj. Wewnątrz ewakuowanej komory. W tym kontekście słowo cząsteczka zawiera atomy jako szczególny przypadek. Najczęściej cząsteczki tworzące wiązkę mają małą gęstość; oznacza to, że są wystarczająco daleko od siebie, aby poruszać się niezależnie od siebie. Ze względu na jednokierunkowy ruch atomów lub cząsteczek ich właściwości można badać w eksperymentach polegających na odchylaniu wiązki w polach elektrycznych i magnetycznych lub kierowaniu wiązki na cel. Celem może być ciało stałe, gaz lub druga wiązka atomów lub cząsteczek.

Aplikacje.

Ugięcia wiązek w polach elektrycznych i magnetycznych mogą dostarczyć informacji o strukturze i właściwościach (takich jak obrót i spin) cząsteczek lub atomów w wiązce. W bardziej wyrafinowanych eksperymentach dwie wiązki mogą się przecinać, powodując interakcje rozpraszania lub zderzenia między cząsteczkami w parach, po jednej z każdej wiązki. Rozpraszanie może wykazać takie właściwości tych par, jak energia potencjalna ich interakcji, ponieważ zmienia się wraz z odległością separacji, ich reaktywnością chemiczną i prawdopodobieństwem zamiany energii wewnętrznej podczas zderzenia.

Pierwszy eksperyment z wiązkami molekularnymi w 1911 r. Potwierdził postulat teorii kinetycznej, że cząsteczki gazu o bardzo niskim ciśnieniu przemieszczają się w liniach prostych, aż uderzą w ścianki pojemnika. Przy wyższych ciśnieniach cząsteczki mają krótszą wolną ścieżkę, ponieważ zderzają się ze sobą przed dotarciem do ściany. Pierwsze szeroko zakrojone eksperymenty z wiązkami molekularnymi przeprowadzono w Niemczech w latach 1920–1933. Wykorzystanie wiązek do badania reakcji chemicznych i transfer energii między zderzającymi się cząsteczkami gwałtownie wzrosło po 1955 r.