文献综述
在外场下，分子轴被限制在沿某一方向的摆动状态称为摆动态。一阶斯塔克效应的含义是指原子或分子存在固有电偶极矩，在外电场作用下引起附加能量，造成能级分裂，裂距与电场强度成正比。二级斯塔克效应的含义是指不存在固有电偶极矩的原子或分子受电场作用，产生感生电矩，在电场中引起能级分裂，与电场强度平方成正比。一般来说，二级效应比一级效应小得多。长期以来弱电场聚焦法提供了一种很好的途径来获取具有一阶Stark效应的对称陀螺分子的取向，然而这种方法不仅需要精密的仪器而且无法取向只有二阶Stark效应的双原子分子或不对称陀螺分子。近来有研究者提出一种更简单的方法，利用超音速中所能达到的极限冷却温度，将一大部分分子束压缩成低旋转状态，通过将光束送入一个均匀强电场中，这些具有低角动量的分子可以从旋转转动态变为摆动态，并且这些处于摆动态的分子在一定的角度范围内磁场方向附近摆动。此方法后被实验证明符合.
本课题主要研究强电场下分子的摆动态和光谱。正如上文提到的研究表明，如果电场足够强，就可以使无一阶Stark效应的分子处于摆动态，同样获得取向效应。因为强场可以杂化极性分子的自由转动态，产生摆动态。对这一课题的研究拟采用实验和计算机模拟两种方法。并且计算机模拟与实验两者常常结合使用，先用计算机模拟计算得到理论解，然后再通过实验观测进行验证模拟的结果是否正确。而为了计算结果能够被实验所验证，课题的研究需要借助分子取向度与光谱的计算方法。比如精确矩阵对角化法。此方法基于从自由转动态到摆动态的变换，通过在自由转子基矢下将哈密顿量矩阵对角化,求解体系薛定谔方程,从而得到摆动本征值和相应的摆动本征态,可以计算分子强场下摆动态光谱和分子轴向空间分布。由于摆动本征态可表示为自由转动态的线性组合,从而导致求得的本征值难于标识,能级图像简单。在以前的研究中,哈密顿量矩阵对角化的数值方法多用于观察少量数值的输出,很难进行现象学的讨论。我通过查阅有关文献了解到，精确矩阵对角化法如今已有不仅局限于观察少量数值的输出，对于本课题的强电场下分子摆动态的观察与计算也有一定的辅助作用。如果前一种计算方法测量效果不好，我们还可以采用另一种新的测量分子取向度的方法,即采用极性线性分子的摆动光谱Q支相对强度来测量分子的取向度。
课题研究所需要的计算观察方法具备后，研究的切入口首先拟从冷分子入手。因为强电场是否可以使无一阶stark效应的分子处于摆动态很大程度上与此分子是否是冷分子有关。所以研究中需特别关注分子的转动温度。研究中发现w是一个很重要的常数。研究拟采用偶极矩u很大和转动常数B很小的分子进行研究，因为此状态下分子的w趋近于360，摆动态较多，便于计算观察和光谱分析。研究中预计观测到对于每个角动量算符J，磁矩M不同分子能级不同。为了更加明显探究其中的原因拟编写一个计算程序辅助研究。此计算程序的预计目标如下：1）计算stark的特征函数，2)计算方向余弦平均值即取向度3）计算观察光谱跃迁和线强。为了研究的严谨性后续将进行及w取无穷情况下的计算以进行对比。
单单与各向同性的分子相比,取向后的分子对于研究分子化学反应动力学、摆动光谱、光电子成像等都具有重要意义！更不用提摆动态分子对于研究分子光谱、化学反应动力学、阿秒科学以及分子冷却和囚禁等研究的重要性。
参考文献：
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