Το όριο επίγειων κυμάτων Sommerfeld σε ένα προσροφημένο μόριο

Τα μόρια CO2 ταξινομούνται αυθόρμητα και προσανατολίζονται σε μια επιφάνεια κρυστάλλου άλατος χαμηλής θερμοκρασίας. Είναι αξιοσημείωτο ότι συμπεριφέρονται σαν ένα σύνολο μορίων αέριας φάσης. Όταν η δονητική ενέργεια εναποτίθεται στους δεσμούς CO, το αλάτι είναι σχεδόν θεατής και η ενέργεια ανακατανέμεται μεταξύ των μορίων CO, συγκεντρώνοντας σε λίγα μόρια CO εις βάρος όλων των άλλων.

Ένα μεγάλο μέρος της συναρπαστικής κβαντικής φυσικής εκτελείται επί του παρόντος χρησιμοποιώντας οπτικά πλέγματα που δημιουργούνται από περιοδικά ηλεκτρικά πεδία από παρεμβαλλόμενες ακτίνες λέιζερ. αλλά, τι θα γινόταν αν τα περιοδικά ηλεκτρικά πεδία στην επιφάνεια ενός σχισμένου κρυστάλλου αλατιού θα μπορούσαν να εξυπηρετήσουν αυτόν τον σκοπό; Έχοντας αυτό κατά νου, ξεκινήσαμε να βρούμε ένα σύστημα όπου η σύζευξη προσροφήματος-υποστρώματος είναι όσο το δυνατόν μικρότερη. Σε αυτή την προσπάθεια, βρήκαμε το πρώτο παράδειγμα μεταφοράς ενέργειας μεταξύ ενός προσροφημένου μορίου και του στερεού στο οποίο προσροφάται, το οποίο μεσολαβεί από το πεδίο ακτινοβολίας και όχι από τον χημικό δεσμό προσροφημένου υποστρώματος; Το χειρόγραφο «Το όριο επίγειων κυμάτων Sommerfeld για ένα μόριο που προσροφάται σε μια επιφάνεια» περιγράφει αυτές τις παρατηρήσεις.

Το 1909 ο Sommerfeld εξερεύνησε τη φυσική της ραδιοεπικοινωνίας πέρα ​​από τον ορίζοντα. Διαμόρφωσε ένα ταλαντούμενο σημείο-δίπολο που αλληλεπιδρά με ένα μισό διάστημα με ομοιογενή δείκτη διάθλασης και εξήγαγε τη μαθηματική βάση για τα κύματα εδάφους. Τα επίγεια κύματα επιτρέπουν ραδιοεπικοινωνία πέρα ​​από τον ορίζοντα χωρίς οπτική επαφή. Το 1974, οι Chance, Prock και Silbey (CPS) επέκτειναν αυτή τη θεωρία για να συμπεριλάβουν φαινόμενα κοντινού πεδίου και στη συνέχεια μπορούσαν να περιγράψουν πώς η διάρκεια ζωής της ακτινοβολίας ενός μορίου αλλάζει με την απόσταση από ένα ανακλώμενο και απορροφητικό στερεό, εξηγώντας με επιτυχία τα πειράματα ορόσημο των Drexhage, Kuhn και άλλων. που τοποθέτησε μόρια κοντά σε μια επιφάνεια καθρέφτη χρησιμοποιώντας ένα αδρανές διαχωριστικό στρώμα. Σε αυτό το άρθρο, δείχνουμε ότι η δονητική χαλάρωση του CO(v≲20) που προσροφάται στο NaCl υπακούει στις προβλέψεις του CPS.

Παρά την απουσία ενός διαχωριστικού στρώματος μεταξύ του μορίου και του υποστρώματος, η μεταφορά δονητικής ενέργειας από το CO στο NaCl προχωρά αποκλειστικά μέσω του πεδίου υπέρυθρης ακτινοβολίας ανάλογο με την εικόνα των κυμάτων εδάφους του Sommerfeld. Αυτός είναι ο πιο αδύναμος μηχανισμός σύζευξης μεταξύ των κραδασμών ενός προσροφημένου υλικού και του στερεού στο οποίο είναι συνδεδεμένο, μια ενδιαφέρουσα περιοριστική περίπτωση όπου οι διατομικές δυνάμεις που συνήθως είναι τόσο σημαντικές για τη δυναμική της ροής ενέργειας μπορούν να παραβλεφθούν εντελώς. Για τα διπολικά προσροφητικά που βρίσκονται εντός του ορίου επίγειων κυμάτων Sommerfeld, η ισχύς των αλληλεπιδράσεων διπόλου-διπόλου μεταξύ των μορίων προσροφήματος υπερβαίνει κατά πολύ τη σύζευξη προσροφητικού με το στερεό.

ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΝΑΦΟΡΕΣ

1. Sommerfeld, Η διεύρυνση των κυμάτων και ο ασύρματος τηλέγραφος. Αννα. Phys.-Leip. 28, 665-736 (1909).
2. R. R. Chance, A. Prock, R. Silbey, Διάρκεια ζωής ενός μορίου που εκπέμπει κοντά σε μια μερικώς ανακλώσα επιφάνεια. J Chem Phys 60, 2744-2748 (1974).
3. Κ. H. Drexhage, H. Kuhn, F. P. Schafer, Variation of fluorescence decay time of a molecule front of a mirror. Berichte Der Bunsen-Gesellschaft Fur Physikalische Chemie 72, 329 (1968)