Rotationsauflösende Laserspektroskopie - CFEL at DESY

40 3. Molekularstrahlen
1 · 10 0
1 · 10 −1
1 · 10 −2
1 · 10 −3
1 · 10 −4
1 · 10 −5
1 · 10 −6
Dichte ρ/ρr
Temperatur T/Tr
Stoßzahl n/nr
0 2 4 6 8 10 12 14
z/d
Abbildung 3.4: Normierte Temperatur, Dichte und Stoßzahl in Abhängigkeit
der Entfernung von der Düse für γ = 5/3.
Schockfront aus, die sogenannte Machscheibe. Die Position der Machscheibe
ZM d ist vom Düsendurchmesser d, von der Pumprate S und von der mittleren
Geschwindigkeit der Moleküle im Reservoir ¯vr abhängig und berechnet sich
zu [9]
Z M �
9
d = 2.68 · 10 2 s ·
S
πd2 ¯vr
(3-12)
mit der mittleren Geschwindigkeit
3.4 Dopplerverbreiterung
¯vr =
� 8kTr
πm
(3-13)
Um die Dopplerbreite der Übergänge zu reduzieren, muss die Geschwindigkeitskomponente
senkrecht zum freien Überschalldüsenstrahl minimiert