Колебательный энергообмен многоатомных молекул и его влияние на кинетику возбуждения многокомпонентных молекулярных систем ИК лазерным излучением

• Автор: Сухарева, Наталия Александровна
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 177 c. : ил

ГЛАВА I. ОСОБЕННОСТИ ДИНАМИКИ КОЛЕБАТЕЛЬНОГО ЭНЕРГООБМЕНА
СИЛБН0В03БУ1ДЕННЫХ МНОГОАТОМНЫХ МОЛЕКУЛ
§ I. Обсуждение гамильтониана взаимодействия многоатомных
молекул
§ 2. Структура спектра переходов многоатомных молекул при
высоком уровне колебательного возбуждения
§ 3. Перераспределение молекул по колебательным энергиям в
элементарном процессе
§ 4. Кинетические уравнения для функции распределения молекул по колебательным энергиям (элементарный процесс)40 § 5. Изменение средней колебательной энергии взаимодействующих молекул за одно соударение (У-У’-процесс)
Основные результаты первой главы
Глава II. КИНЕТИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ КОЛЕБАТЕЛЬНОГО ЭНЕРГООБМЕНА СИЛЬНОВОЗБУЖДЕННЫХ МНОГОАТОМНЫХ МОЛЕКУЛ.62 § I. Влияние поступательной температуры на колебательный
энергообмен сильновозбужденных многоатомных молекул..65 § 2. Кинетика установления квазиравновесных колебательных распределений в однокомпонентной системе сильновозбужденных многоатомных молекул
§ 3. Кинетика установления равновесия по колебательным
степеням свободы в двухкомпонентной системе сильновозбужденных многоатомных молекул
§ 4. Кинетика перераспределения энергии между колебательными и кинетическими степенями свободы приУ-Уэнергообмене в однокомпонентной системе сильновозбужденных
многоатомных молекул
Основные результаты второй главы

Глава III. КИНЕТИКА ВОЗБУЖВДИЯ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СИСТЕМ
МНОГОАТОМНЫХ МОЛЕКУЛ ИК-ЛАВЕРНЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ
§ І. Распределение молекул по колебательным энергиям гри
возбуждении ИК-излучением в бесстолкновительном режиме.103 § 2. Кинетическая модель формирования потока частиц в область квазисплошного спектра. Роль столкновений и колебательного энергообмена
§ 3. Колебательное самовозбуждение системы многоатомных молекул под действием мощного нерезонансного ИК-излучения.127 § 4. Роль колебательного энергообмена при формировании селективности возбуждения многокомпонентных систем многоатомных молекул ИК лазерным излучением
Основные результаты третьей главы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ I. Потенциал взаимодействия высокосимметричных
молекул. Точечная группа
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Перемешивание гармонических состояний
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Зависимость формы полос поглощения ансамблей молекул от уровня колебательного
возбуждения
ПРИЛОЖЕНИЕ 4. Результаты численного моделирования кинетики
радиационного бесстолкновительного возбуждения
молекул
ЛИТЕРАТУРА

Экспериментальные исследования действия мощного ИК-излу-чения на газовые смеси многоатомных молекул свидетельствуют о формировании в таких системах неравновесных колебательных распределений. Колебательная неравновесность при лазерном возбуждении может проявляться во-первых, в отрыве эффективной колебательной температуры системы от температуры поступательных и вращательных ступеней свободы,, во-вторых, в различии уровня колебательного возбуждения компонент (селективность возбуждения), в-третьих, в отличие внутрикомпонентного распределения по колебательным энергиям от больцмановского, и в-четвертых, в "перегреве" активных в ИК поглощении колебательных мод возбуждаемых молекул.
Явление колебательно-неравновесного возбуждения молекулярных газов применяется при инициировании процессов многофотон-ной диссоциации и изомеризации [1,2 ] . Уровень колебательного возбуждения молекул в таких экспериментах соответствует поглощению нескольких десятков квантов ИК излучения лазера на одну молекулу системы.
Наиболее исследованным и используемым проявлением неравно-весности Ж лазерного воздействия на многокомпонентные системы является высокая селективность возбуждения определенных молекулярных компонент, частота поглощения которых резонансна частоте излучения. Этот эффект нашел широкое применение в лазерном разделении изотопов и управлении многоканальными химическими процессами в сложных системах [2,3 ] . Нацример, в двухкомпонентной системе изотопозамещенных молекул в отсутствие соударений отношение выхода бесстолкновительной многофотонной диссоциации различных компонент может достигать нескольких десятков при подст-

Г, т/-т/ X */-%
* Г* 7^7 *** т#т*
* ' ' (1.5.3)
где 5г('ки>) - формфактор г I*; Н усредненный по энергетическому распределению молекул.
Уравнения (1.5.1-1.5.3) описывают перераспределение колебательной энергии в процессе одного соударения молекул. Полное изменение колебательной энергии за одно соударение а £кеи, является интегралом по времени взаимодействия от величины Проводя такое интегрирование в (1.5.3), получим
к:|тм
р° ст-~«И, .X, — » (Ь5>4)
^Дйяог /л]
Т/Т/ ц
здесь - дефект колебательной энергии;

[%%)$:%-и)<и>и -овертка форм-
' О
факторов переходов;
-и)(Ъи>)гс1Ъа/'(* %*%))
среднеквадратичное значение передаваемого в "У-У обмене кван-

та энергии;