在原子分子碰撞实验中,反应显微成像谱仪技术可以实现对碰撞产物的动力学完全测量。本论文基于中科院近物所320 kV高电荷态离子综合研究平台与德国马普核物理所串列加速器上搭建的反应显微成像谱仪,研究了0.15 MeV和1 MeV氢分子离子与氦原子碰撞中电离激发通道对应的分子取向和结构效应。该工作在世界上首次实现了高能(1 MeV)分子离子的取向定位。　　 实验数据表明,靶原子的出射电子、反冲离子以及碰撞过程中的动量转移都受到分子结构的影响。在垂直于束流线的平面内,这些相对应过程的截面分布极大值位置都出现在碰撞时刻分子轴方向上。在分子轴与束流方向建立的平面内,这些截面随分子轴方向变化的规律各不相同:其中电离截面和反冲离子出射截面的大小以及极大值位置都会随着分子轴方向的变化而变化；靶原子的散射截面(对应动量转移过程)只有截面大小随着分子轴方向的变化而变化,截面极大值位置并不随之改变。　　 实验数据分析发现在碰撞过程中氦原子的物质波在氢分子的双中心结构上的干涉,并且在干涉条纹中观测到由于氢分子离子激发态宇称不同而导致的干涉条纹的相位翻转的现象。这些现象与量子力学理论结果符合得非常好。　　 本论文工作为研究与分子取向和结构相关的物理过程奠定了实验和分析基础；同时为实验确定高能分子结构和取向提供了一种思路；研究证明了分子的取向与分子结构是碰撞过程中重要的物理参量；同时该工作第一次发现了碰撞中由于宇称不同导致干涉条纹发生变化的现象,为我们研究宇称提供了一种的新思路。