分子束

分子束通常是在真空中，任何沿着相同大致方向运动的分子流或分子射线也就是说,在一个疏散的房间里。在这个上下文这个词分子作为特殊情况，包括原子。最常见的是分子组成光束的密度很低;也就是说，它们之间的距离足够远，可以彼此独立运动。因为是单向的运动对于原子或分子，它们的性质可以在实验中进行研究，包括在电场和磁场中使光束偏转或将光束引导到目标上。目标可能是一个固体,一个气体，或第二束原子或分子。

应用程序。

光束在电场和磁场中的偏转可以提供关于分子或原子的结构和性质(如旋转和自旋)的信息梁．在更复杂的实验中，允许两束光束相交，产生散射成对分子之间的相互作用或碰撞，每束一个。散射可以证明这些对的性质，如势能它们的相互作用随着分离距离的变化，它们的化学反应性，以及它们交换的概率内部能量在碰撞．

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物理与自然法则

1911年的第一次分子束实验证实了动力学理论的一个假设，即气体的分子在一个很小的范围内低压沿着直线移动，直到碰到容器壁。在较高的压力下，分子的自由路径较短，因为它们在到达壁面之前会相互碰撞。第一个广泛的1920年至1933年间，德国进行了分子束实验。利用光束来研究化学反应和转移能源1955年以后，分子间的碰撞迅速增加。

生产、控制和检测。

分子束是通过一个装有组成分子蒸气的盒子的小孔或狭缝让气体进入真空室而产生的。看到数字)．蒸汽通常来自于水的蒸发液体样品放在盒子里，叫做烤箱，可以加热到合适的温度温度．在箱内蒸汽压力较低时，当分子的自由程大于出口孔的宽度时，分子会从孔中渗出;在较高的压力下，它们会像下面的流体一样流过孔洞压力，形成喷流。起初，喷流中的分子靠得足够近，可以相互作用，但喷流在真空中迅速膨胀，直到分子独立移动。只有那些从烤箱中出来的分子恰好朝着正确的方向运动，穿过第二个孔，才会成为实验所用光束的一部分。其他的被抽走了。

光束中的分子以不同的速度运动。如果某一特定实验需要几乎匀速的分子，光束就可以通过一个叫做a的过滤器速度选择器这只允许速度在很小范围内的分子通过。这些选择器通常由带槽的圆盘或在与光束平行的轴上快速旋转的圆柱体组成。从选择器中出现的分子是那些具有正确速度的分子，当它们沿着圆柱体移动时，它们会停留在给定的插槽中。其他速度的分子在粘在槽边或从槽边反射时被移除。改变圆柱体的旋转速度也会改变分子的运动速度传播．

为了在实验中有用，必须检测光束的偏转或散射。这种检测可能是困难的，因为在一个典型的光束中分子相对较少，它们的速度，因此动能很低。探测器应该具有高灵敏度，并且必须很少受到来自其他来源的分子的干扰，例如真空室中的残余气体。当用金属原子(如碱)组成的束流进行实验时，这些金属原子很容易电离(也就是说,给定一个净正电荷)减去1电子在美国，可以用钨丝加热到发红来制作高效的探测器。由于热钨表面捕获电子的能量相对较高，几乎所有撞击金属丝的碱原子都会将一个电子传递给金属丝离子被记录为电流在收集电极上。对于其他种类的束流分子，需要一种不同的探测器。用电子流轰击原子和分子可以使它们电离，产生的离子可以按照质量和质量进行分类和鉴定负责通过引导他们进入一种叫做质谱计．质谱仪虽然用途广泛，但对碱原子的灵敏度远低于钨丝，因为它通常只能记录进入它的所有束分子的千分之一。