激光诱导预离解英文解释翻译、激光诱导预离解的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 laser induced predissociation
分词翻译:
激光的英语翻译:
laser
【化】 laser
【医】 laser
诱导的英语翻译:
guide; induce; lead
【医】 derivation; induce; induction; motivation
预离解的英语翻译:
【化】 predissociation
专业解析
激光诱导预离解(Laser-Induced Predissociation)是指分子在吸收特定波长的激光光子能量后,处于某个激发电子态的分子,在发生自发辐射(荧光)或碰撞失活之前,因该激发态与其他具有排斥性的电子态(或高振动激发态)之间存在耦合(如自旋-轨道耦合、转动耦合等),导致分子化学键断裂而发生解离的非辐射跃迁过程。
核心机制与特点:
- 能量吸收与激发态形成:分子吸收激光光子能量($E_{photon} = h
u$),从基态跃迁至一个束缚的激发电子态(Bound Excited State)。这个激发态理论上应具有较长的寿命,可能发射荧光。
- 非绝热耦合与能级交叉:该束缚激发态与另一个能量相近但具有排斥性(Repulsive)或弱束缚性的电子态(Dissociative State)在某个特定的核间距($R_c$)处发生能级交叉(Avoided Crossing)。由于自旋-轨道耦合、转动耦合或其他非绝热相互作用,这两个态之间发生耦合(Coupling),导致波函数混合。
- 预离解通道开启:耦合作用使得原本处于束缚激发态的分子波函数获得了部分排斥态的特性。分子核的运动(振动)经过交叉区域时,存在一个有限的概率(由耦合强度决定)从束缚激发态转移到排斥态上。
- 快速解离:一旦转移到排斥态,分子核将沿着该态的势能曲线(通常是单调下降的)快速分离,导致化学键断裂,生成原子或自由基碎片。这个过程通常在皮秒(ps)甚至飞秒(fs)量级内完成,远快于该激发态可能的辐射寿命(荧光)或碰撞失活过程。
- 光谱特征:在分子的吸收光谱(尤其是激光诱导荧光激发谱)中,预离解会导致相应激发态的振动-转动谱线出现明显的增宽(Lifetime Broadening)或强度减弱(甚至消失)。这是因为预离解大大缩短了该激发态的寿命($tau$),根据能量-时间不确定原理($Delta E cdot tau approx hbar$),能级的不确定度$Delta E$增大,表现为谱线增宽。同时,由于分子在发射荧光前就已解离,荧光量子产率显著降低。
应用与意义:
激光诱导预离解是研究分子激发态动力学、势能面耦合、非绝热过程以及光解离机理的重要工具。它在以下领域有重要应用:
- 大气化学:理解臭氧(O₃)等大气分子在特定波长光照下的分解路径。
- 光化学动力学:研究分子光解离的详细机制和产物分支比。
- 激光光谱学:解释复杂分子光谱中的谱线增宽和强度异常现象。
- 量子控制:探索利用激光参数控制化学反应路径的可能性(例如,通过选择激发特定振转能级来调控预离解速率)。
汉英关键术语对照:
- 激光诱导预离解 (Laser-Induced Predissociation)
- 预离解 (Predissociation)
- 束缚态 (Bound State)
- 排斥态 / 解离态 (Repulsive State / Dissociative State)
- 能级交叉 (Avoided Crossing / Curve Crossing)
- 耦合 (Coupling)
- 自旋-轨道耦合 (Spin-Orbit Coupling)
- 非绝热过程 (Non-Adiabatic Process)
- 谱线增宽 (Line Broadening)
- 荧光量子产率 (Fluorescence Quantum Yield)
权威参考来源:
- NIST Chemistry WebBook:提供分子光谱数据和术语定义,包含预离解现象的解释。 (https://webbook.nist.gov/chemistry/)
- IUPAC Gold Book - Compendium of Chemical Terminology:国际纯粹与应用化学联合会对“predissociation”的权威定义。 (https://goldbook.iupac.org/)
- Levine, R. D. Molecular Reaction Dynamics. Cambridge University Press.:详细阐述分子反应动力学,包含预离解的理论和实验描述。
- Atkins, P. W., & de Paula, J. Physical Chemistry. Oxford University Press.:物理化学经典教材,在分子光谱和光化学章节会涉及预离解概念。
网络扩展解释
“激光诱导预离解”是一个涉及光化学和分子动力学的专业术语,结合用户提供的搜索结果和科学背景,其含义可解释如下:
1.核心概念
- 离解:指分子分解为更简单粒子(如原子、离子等)的过程,通常分为热分解和电离两种类型。例如碳酸钙受热分解为氧化钙和二氧化碳。
- 预离解:特指分子在吸收能量后,未达到完全解离条件时提前发生的离解现象。这可能由于分子激发态与解离态之间存在势能面交叉,导致快速的非绝热跃迁。
2.激光诱导的作用
- 激光作为高能光源,可精准地向分子提供特定波长的能量,使其跃迁至电子激发态或高振动能级。
- 在此状态下,分子可能通过势能面交叉或振动耦合等机制,提前解离为碎片。例如,某些双原子分子在激光激发后,可能通过预离解路径快速分解,而非通过传统热运动解离。
3.应用领域
- 光谱学研究:通过分析预离解产物的能态,可推断分子激发态的结构和动力学性质。
- 反应控制:利用激光选择性诱导特定化学键断裂,实现定向化学反应,例如在光催化或同位素分离中的应用。
4.实验观察
- 常用时间分辨光谱技术(如飞秒激光)观测预离解过程,因其时间尺度通常在皮秒至飞秒量级。
该过程体现了光与物质相互作用中能量传递的微观机制,是光化学和量子动力学研究的重要方向。如需更深入的技术细节,建议查阅光化学教材或专业文献(如《分子光化学与光物理》)。
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