Molekularstrahl, jeder Strom oder Strahl von Molekülen, der sich in die gleiche allgemeine Richtung bewegt, normalerweise im Vakuum, dh innerhalb einer evakuierten Kammer. In diesem Zusammenhang umfasst das Wort Molekül Atome als Sonderfall. Am häufigsten haben die Moleküle, aus denen der Strahl besteht, eine geringe Dichte; Das heißt, sie sind weit genug voneinander entfernt, um sich unabhängig voneinander zu bewegen. Aufgrund der einseitigen Bewegung der Atome oder Moleküle können ihre Eigenschaften in Experimenten untersucht werden, bei denen der Strahl in elektrische und magnetische Felder abgelenkt oder auf ein Ziel gerichtet wird. Das Ziel kann ein Feststoff, ein Gas oder ein zweiter Strahl von Atomen oder Molekülen sein.
Anwendungen.
Durchbiegungen von Strahlen in elektrischen und magnetischen Feldern können Informationen über die Struktur und Eigenschaften (wie Rotation und Spin) der Moleküle oder Atome im Strahl liefern. In komplexeren Experimenten dürfen sich zwei Strahlen schneiden, wodurch paarweise Streuwechselwirkungen oder Kollisionen zwischen Molekülen entstehen, einer von jedem Strahl. Streuung kann solche Eigenschaften dieser Paare als die potentielle Energie ihrer Wechselwirkung demonstrieren, da sie mit dem Abstand der Trennung, ihrer chemischen Reaktivität und der Wahrscheinlichkeit, dass sie bei einer Kollision interne Energie austauschen, variiert.
Das erste Experiment mit Molekularstrahlen im Jahr 1911 bestätigte ein Postulat der kinetischen Theorie, wonach sich Moleküle eines Gases mit sehr geringem Druck in geraden Linien bewegen, bis sie die Wände ihres Behälters treffen. Bei höheren Drücken haben Moleküle einen kürzeren freien Weg, weil sie miteinander kollidieren, bevor sie an der Wand ankommen. Die ersten umfangreichen Experimente mit Molekularstrahlen wurden zwischen 1920 und 1933 in Deutschland durchgeführt. Die Verwendung von Strahlen zur Untersuchung chemischer Reaktionen und der Energieübertragung zwischen kollidierenden Molekülen nahm nach 1955 rasch zu.
