Photoelektron-Photoion-Koinzidenz- spektroskopie mit ...

64 Kapitel 2. Statistik und Auswertung
Koinzidenzraten
Zur Bestimmung der Wahrscheinlichkeiten p(n+) wird das Ergebnis einer Koinzidenzmessung
mit dem einer Referenzmessung, bei der nur zufallige Starts erfolgen, verglichen. In der folgenden
Behandlung wird davon ausgegangen, da beide Messungen unter identischen Versuchsbedingungen
aufgenommen wurden. Mit welchen experimentellen Schwierigkeiten dies verknupft
ist, wurde bereits in Abschnitt 1.3.7 geschildert. Es wird vorausgesetzt, da die Signalraten
am Detektor des Ionenspektrometers fur die einzelnen Ionensorten mit der Flugzeitmethode
getrennt bestimmt werden konnen. Au erdem sollen keine Signalverluste bei Detektion oder
Signalregistrierung auftreten (keine Totzeit des Ionen-Me systems). Dies bedeutet keine Einschrankung
der angestellten Uberlegungen, da die korrekten Signalraten in einem getrennten
Schritt aus den gemessenen Raten berechnet werden konnen (siehe Abschnitt 2.2). Eine Koinzidenzrate
ist dann jeweils die Anzahl der pro Me zyklus erzeugten Ionensignale multipliziert
mit der Startrate, d. h. mit der Anzahl von Me zyklen pro Zeiteinheit.
1. Eine Referenzmessung ist eine gewohnliche Flugzeitmessung mit rein zufalligen Starts,
bei der keine wahren Koinzidenzen autreten konnen. Es ergibt sich daher als Koinzidenzrate
(vgl. Abbildung 2.3):
Dabei ist
RWK(n+) = 0 (2.15)
RZK(n+) = N(n+) W(n+) (n+) RStart (2.16)
+ N0(n+) (n+) (n+) RStart
N(n+) := R(n+) t (2.17)
gema (2.3) die mittlere Anzahl von Ionen, die in dem durch einen zufalligen Start gesetzten
Zeitfenster t vorliegen. Die Breite dieses Zeitfensters ist quantitativ durch die Auflosung der
Apparatur gegeben. Durch Auswertung der zeitlichen Breite von Koinzidenzpeaks im Flugzeitspektrum
ergibt sich t 50 { 80 ns. Innerhalb dieses Zeitfensters sind alle erzeugten Ionen
statistisch aquivalent, da sie sich zeitlich nicht trennen lassen.
Andererseits ist
N0(n+) := R(n+) t0(1) (2.18)
die Anzahl der im Reaktionsraum aufgrund der quasi-kontinuierlichen Ionenerzeugung uber
einen langeren Zeitraum angesammelten Ionen. Der Ursprung dieser als " Hintergrund\ zusatzlich
vorhandenen Ionen wurde in Abschnitt 1.3.7 auf Seite 49 . ausfuhrlich beschrieben. Sie
erzeugen bei Koinzidenz- und Referenzmessung ein analysiertes Spektrum zufalliger Koinzidenzen,
das fur beide Messungen gleich ist. Das Spektrum der Ionen, die erst nachtraglich
wahrend des Ziehpulses entstehen und dann zeitversetzt im Spektrum abgebildet werden, wird
auf Seite 47 . beschrieben.
Fur aquivalente und angesammelte Ionen wurden verschiedene Transmissionen, W und , angesetzt,
da sich ihre Verteilungen raumlich und zeitlich unterscheiden (siehe dazu Abschnitt 1.3.7,