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Experimentelle Methoden der Atom- und Molekülphysik

  • Wolfgang Demtröder
Chapter
Part of the Springer-Lehrbuch book series (SLB)

Zusammenfassung

In diesem wichtigen Kapitel wird eine Reihe von experimentellen Methoden besprochen. die es erlauben, die theoretischen Vorstellungen über die Atom- und Molekülstruktur und Dynamik, die in den vorergehenden Kapiteln vorgestellt wurden, zu untermauern. Es beginnt mit den verschiedenen spektroskopischen Verfahren, welche durch die Entwicklung der Laserspektroskopie einen großen Aufschwung erfahren haben. Durch Streuexperimente konnten die Wechselwirkungspotentiale zwischen Atomen und Molekülen genau vermessen werden. Zum Schluss werden die zeitaufgelösten Messungen vorgestellt, die es gestatten, die Dynamik angeregter Zustände mit einer Zeitauflösung bis in den Attosekunden-Bereich zu verfolgen.

Literatur

  1. S. Svanberg: Atomic and Molecular Spectroscopy. Springer, Berlin, Heidelberg (1991) CrossRefGoogle Scholar
  2. H. Haken, H.C. Wolf: Molekülphysik und Quantenchemie, 2. Aufl. Springer, Berlin, Heidelberg (1994) CrossRefGoogle Scholar
  3. W. Demtröder: Laserspektroskopie, 6. Aufl. Springer, Berlin, Heidelberg (2011, 2013) Google Scholar
  4. D.J.E. Ingram: Hochfrequenz- und Mikrowellenspektroskopie. Franzis, München (1978) Google Scholar
  5. P.R. Griffiths, J.A. DeHaseth: Fourier Transform Infrared Spectroscopy, 2. Aufl. Wiley, New York (2007) CrossRefGoogle Scholar
  6. W. Göpel, J. Hesse, J.N. Zemel: Sensors. Verlag Chemie, Weinheim (1996) Google Scholar
  7. G. Herzberg: Molecular Spectra and Molecular Structure, Bd. 2: Infrared and Raman Spectra. Van Nostrand Reinhold, New York (1945), Nachdruck: Krieger Publ., Malabar, Florida (1991) Google Scholar
  8. A. Weber (Hrsg.): Raman Spectroscopy of Gases and Liquids. Springer, Berlin, Heidelberg (1979) Google Scholar
  9. W. Knippers, K. van Helvoort, S. Stolte: Vibrational Overtones of the homonuclear diatoms \(\mathrm{N_{2}}\), \(\mathrm{O_{2}}\), \(\mathrm{D_{2}}\), Chem. Phys. Lett. 121, 279 (1985) G. Lamporesi et al.: Determination of the Newtonian Gravitational Constant Using Atom Interferometry. Phys. Rev. Lett. 100, 050801 (2008) Google Scholar
  10. Siehe die ‘‘Proceedings of International Conferences on Laser Spectroscopy ICOLS I–XV’’ Google Scholar
  11. F.K. Kneubühl, M. Sigrist: Laser, 7. Aufl. Teubner, Stuttgart (2008) Google Scholar
  12. V.P. Zharov, V.S. Letokhov: Laser Optoacustic Spectroscopy. Springer, Berlin, Heidelberg (1986) K.H. Michaelian: Photoacoustic IR-Spectroscopy: Instrumentation, Applications and Data Analysis, 2. Aufl. Wiley-VCH, Weinheim (2010) Google Scholar
  13. G. Hurst, M.G. Payne: Principles and Applications of Resonance Ionization Spectroscopy. Institute of Physics, Philadelphia (1988) Google Scholar
  14. S.H. Liu (Hrsg.): Advances in Multiphoton Processes and Spectroscopy. World Scientific, Singapore (1985–92) Google Scholar
  15. N.B. Delone, V.P. Krainov: Multiphoton Processes in Atoms. Springer, Berlin, Heidelberg (1994) N. Bloembergen, M.D. Levenson: High Resolution Laser Spectroscopy. Topics in Applied Physics Bd. 13. Springer, Heidelberg (2005) Google Scholar
  16. H. Kopfermann, W. Paul: Über den inversen Stark-Effekt der D-Linien des Natriums. Z. Phys. B120, 545 (1943) CrossRefGoogle Scholar
  17. P. Schlemmer, M.K. Srivastava, T. Rösel, E. Ehrhardt: Electron impact ionization of helium at intermediate collision energies. J. Phys. B24, 2719 (1991) ADSGoogle Scholar
  18. St. Hüfner: Photoelectron Spectroscopy, 3. Aufl. Springer, Berlin, Heidelberg (2003) St. Hüfner: Very High Resolution Photo-electron Spectroscopy Lecture Notes in Physics, Bd. 715. Springer, Berlin, Heidelberg (2007) Google Scholar
  19. R.N. Dixon, G. Duxbury, M. Horani, J. Rostas: The \(\mathrm{H_{2}S^{+}}\) radical ion. A comparison of photoelectron and optical spectroscopy. Mol. Phys. 22, 977 (1971) E.W. Schlag: ZEKE-Spectroscopy. Cambridge Univ. Press, Cambridge (2005) S.D. Chao, H.L. Selzle, H.J. Neusser, E.W. Schlag: Molecular Theory of ZEKE-Spectroscopy. Z. Phys. Chem. 221, 633 (2007) H.H. Telle, A. Gonzales, R.J. Donovan: Laser Chemistry: Spectroscopy, Dynamics and Applications. Wiley, New York (2007) Google Scholar
  20. H. Haberland: Regenbögen. Phys. in uns. Zeit 8, 82 (1977) ADSCrossRefGoogle Scholar
  21. M.A.D. Fluendy, K.P. Lawley: Chemical Applications of Molecular Beam Scattering. Chapman and Hall, London (1973) Google Scholar
  22. K. Bergmann: Auflösung von stoßinduzierten Rotationsübergängen mit Lasern. Phys. Blätter 36, 187 (1980) CrossRefGoogle Scholar
  23. R.D. Levine, R.B. Bernstein: Molekulare Reaktionsdynamik. Teubner, Stuttgart (1991) R.D. Levine, R.B. Bernstein: Molecular Reaction Dynamics. Cambridge Univ. Press (2005) B. Fu, D.H. Zhang: Full dimensional quantum dynamics study of exchange processes for the \(\mathrm{D}+\mathrm{H_{2}O}\) and \(\mathrm{D}+\mathrm{HOD}\) reactions. J. Chem. Phys. 136, 194301 (2012). http://dx.doi.org/10.1063/1.4718386
  24. J. Wolfrum: Laser Stimulation and Observation of Simple Gas Phase Radical Reactions. Laser Chem. 9, 171 (1988) CrossRefGoogle Scholar
  25. T. Baumert, R. Thalweiser, V. Weiss, G. Gerber: Femtosecond Time-Resolved Photochemistry of Molecules and Metal Clusters. In: J. Manz, L. Wöste (Hrsg.): Femtosecond Chemistry. Verlag Chemie, Weinheim (1995) Google Scholar
  26. A.H. Zewail: Femtochemistry Bond. World Scientific, Singapore (1994) P. Hannaford: Femtosecond Laser Spectroscopy. Springer, Berlin, Heidelberg (2004) E. Schreiber: Femtosecond Real Time Spectroscopy of Small Molecules. Springer, Berlin, Heidelberg (1998) Google Scholar
  27. K. Kuchitsu (Hrsg.): Dynamics of Excited Molecules. Elsevier, Amsterdam (1994) Google Scholar
  28. T.W. Hänsch, A.L. Schawlow: Cooling of gases by laser radiation. Opt. Commun. 13, 68 (1975) ADSCrossRefGoogle Scholar
  29. H.J. Metcalf, P. van der Straten: Laser Cooling and Trapping. Springer, Berlin, Heidelberg (2007) Google Scholar
  30. C. Cohen-Tannoudji: Laserkühlung an der Grenze des Machbaren. Phys. Blätter 51, 91 (1995) CrossRefGoogle Scholar
  31. C.N. Cohen-Tannoudji, W.D. Phillips: New mechanisms for laser cooling. Phys. Today 43, 33 (1990) CrossRefGoogle Scholar
  32. W. Petrich: Die Jagd zum absoluten Nullpunkt. Phys. in uns. Zeit 27, 206 (1996) ADSCrossRefGoogle Scholar
  33. V. Lethokov: Laser Control of Atoms and Molecules. Oxford Univ. Press, Oxford (2007) Google Scholar
  34. W. Petrich: Ultrakalte Atome. Phys. in uns. Zeit 27, 206 (1996) ADSCrossRefGoogle Scholar
  35. M.H. Anderson, J.R. Ensher, M.R. Matthews, C.E. Wiemann, E.A. Cornell: Observation of Bose Einstein Condensation. Science 269, 198 (1995) ADSCrossRefGoogle Scholar
  36. W. Ketterle, N.J. van Druten: Evaporative Cooling. Adv. At. Mol. Opt. Phys. 37, 181 (1996) ADSCrossRefGoogle Scholar
  37. E. Cornell, C.E. Wieman: Die Bose-Einstein Kondensation. Spektr. Wiss. 44 (Mai 1998) C.J. Pethik, H. Smith: Bose-Einstein Condensation in Dilute Gases. Cambridge Univ. Press, Cambridge (2002) Google Scholar
  38. A. Peters, K.J. Chung, S. Chu: High precision gravity measurements using atom interferometry. Metrologia 38, 25 (2001) ADSCrossRefGoogle Scholar
  39. Ph. Ball: Measuring gravity with an atomic fountain. Nature 26. August 1999 (1999) Google Scholar
  40. M.A. Lombardi, Th.P. Heavner, St.R. Jefferes: NIST Primary Frequency standards and the Realization of the SI Second. NCSL Intern. Measure 2, 74 (Dec. 2007) National Institute of Standards and Technology NIST: Atomic Fountain Clock gets much better with time Science News Physics and Chemistry March 18 (2009) Google Scholar
  41. R. Wynands, S. Weyers: Atomic Fountain Clocks. Metrologia 42, 64 (2005) ADSCrossRefGoogle Scholar
  42. Th.W. Hänsch: Passion for Precision. Nobel Lecture. Ann. Phys. Leipzig 15, 627 (2006) Google Scholar
  43. S.A. Diddams, T.W. Hänsch et al: Direct link between microwave and optical frequencies with a 300 THz femtosecond pulse. Phys. Rev. Lett. 84, 5102 (2000) M.C. Stove et al: Direct frequency comb spectroscopy. Adv. At. Mol. Opt. Phys. 55, 1 (2008) Google Scholar
  44. D.Z. Kandula, Ch. Gahle, T.J. Pinkert, W. Ubachs, K.S. Eikema: Extreme ultraviolet frequency comb metrology. Phys. Rev. Lett. 105, 063001 (2010) E. Peters, S.A. Diddams, P. Fendel, S. Reinhardt, T.W. Hänsch, T. Udem: A deep-UV optical frequency comb at 205 nm. Opt. Express 17, 9183 (2009) Google Scholar
  45. T. Steinmetz et al.: Laser frequency combs for astronomical observations. Science 321, 1335 (2008) ADSCrossRefGoogle Scholar

Copyright information

© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2016

Authors and Affiliations

  1. 1.KaiserslauternDeutschland

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