Вращательно-неравновесные процессы в парах воды и тяжелой воды в условиях сверхзвукового потока

• Автор: Тихонов, Владимир Ильич
• Шифр специальности: 01.04.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 109 c. : ил

ГЛАВА I.
§ 1.1.
§ 1.2.
§ 1.3. § 1.4. § 1.5. ГЛАВА II
§ 2.1.
§ 2.2. Глава III.
§ 3.1. § 3.2.

ОПИСАНИЕ ПРОГРАММНО-УПРАВЛЯЕМОЙ УСТАНОВКИ В-2 И МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ В РАВНОВЕСНЫХ СВЕРХЗВУКОВЫХ ПОТОКАХ
Программно-управляемая установка В-2 для исследования спектров молекул в сверхзвуковых газовых потоках
Определение параметров сверхзвукового потока разреженного водяного пара методом субмиллиметровой спектроскопии
Теория метода
Порядок измерений и обработки данных
Результаты измерений
.ВРАЩАТЕЛЬНАЯ НЕРАВНОВЕСНОСТЬ МОЛЕКУЛ Н2 О В СВЕРХЗВУКОВОЙ СТРУЕ РАЗРЕЖЕННОГО ВОДЯНОГО
ПАРА
Метод расчета течения сверхзвуковой струи газа
и экспериментальные условия
Результаты измерений и их обсуждение
НЕРАВНОВЕСНАЯ ВРАЩАТЕЛЬНАЯ ФУНКЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕЯ МОЛЕКУЛ 1)яО В РАЗРЕЖЕННОЙ СВЕРХЗВУКОВОЙ СТРУЕ
Выбор начальных условий
Классификация вращательных уровней молекулы ВйО

§3.3. Экспериментальные результаты и их качественная
интерпретация
§ 3.4. Кинетическая модель вращательной релаксации
§ 3.5. Восстановление функции распределения для нижних
вращательных уровней
§ 3.6. Случай высоких концентраций
§3.7. Измерение полного давления в струе
Глава IV. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕНИ ВРАЩАТЕЛЬНОЙ РЕЛАКСАЦИИ
МОЛЕКУЛ £*0 ПРИ СТОЛКНОВЕНИЯХ £я0 - ЪхО ,
БцО -Лъ , £я0 -Не в условиях сверхзвукового
ГАЗОВОГО ПОТОКА
§4.1. Теория метода
§4.2. Описание установки и условия эксперимента
§4.3. Результаты измерений
§ 4.4. Определение мощности излучения ЛОВ
§ 4.5. Определение времени вращательной релаксации молекулы Ъг0 , основанное на измерении эффекта
насыщения в двух различных газах-носителях
§ 4.6. Сравнение экспериментальных результатов с расчетными
§4.7. Обсуждение результатов
§4.8. Математическое приложение
Глава V. КИНЕТИЧЕСКИ ИЗОЛИРОВАННЫЕ ПОДСИСТЕМЫ ВРАЩАТЕЛЬНЫХ УРОВНЕЙ МОЛЕКУЛЫ ТЯЖЕЛОЙ ВОДЫ ПРИ АТОМ-МОЛЕКУЛЯРНЫХ СТОЛКНОВЕНИЯХ
§5.1. Условия эксперимента
§ 5.2. Обсуждение результатов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Исследования по вращательной релаксации молекул начались сравнительно недавно, и впервые необходимость в них возникла при изучении явлений переноса в газах. Оказалось, что дал расчета коэффициентов переноса многоатомных молекул необходимо учитывать вращательную релаксацию. Поэтому появилась потребность в экспериментальном определении времени вращательной релаксации при столкновениях молекул. Возможность такого измерения была предоставлена самими явлениями переноса. Мейсоном был предложен метод температурной транспирации /I/, которым были измерены времена вращательной релаксации для N ^ , 02, СО и С02 /2/.
Традиционным методом определения времени релаксации является измерение дисперсии ультразвука в молекулярных газах. Продвижение в область высоких частот ультразвука позволило применять ультраакустический метод для изучения вращательной релаксации /3,4/.
Оба этих метода позволяют определить времена релаксации средней вращательной энергии т; . Возможности для более тонкого исследования процесса вращательной релаксации возникли при появлении спектроскопии сверхвысокого разрешения - лазерной и субмиллиметровой спектроскопии. Здесь с успехом используются методы изучения столкновительных релаксационных процессов с помощью оптических аналогов нестационарных явлений, которые ранее наблюдались в экспериментах по ядерному магнитному резонансу /5, 6, 7, 8, 9/.
Особый интерес представляют работы по четырехуровневому двойному микроволновому резонансу, выполненные Т.Ока с сотруд-

§ 3.2. Классификация вращательных уровней молекулы р2о
Рассмотрим схему нижних вращательных уровней 1)^0 (рис. 12). Молекулы I) 2 О могут иметь полный ящерный спин равный 0, I, 2. Молекулы имеющие четный ящерный спин составляют парамодификацию , нечетный - орто-модификацию. Столкновительные и радиационные переходы между различными модификациями запрещены с большой степенью точности. Поэтому для большинства экспериментальных ситуаций пара- и орто- системы можно рассматривать как независимые. На рис.12 изображены вращательные уровни пара- системы X) 2 0 , для которых проводились измерения. Волновые функции пара-модификации X) г О преобразуются по неприводимым представлениям А и BJ группы X) % » если ось 0
подвижной системы координат направлена по оси симметрии молекулы X) % 0 - При квантовании асимметричного волчка возникает
деление на (+) и (-) функции. Функции (+) при отражении в плоскости проходящей через ось О г 1 подвижной системы координат
не изменяются, а (-) функции меняют знак /40/.
Напомним, что в молекулярной спектроскопии существует деление уровней на положительные и отрицательные, смотря по тому, меняет ли волновая функция свой знак при инверсии координатной системы. Чтобы избежать путаницы введем для (+) и (-) функций обозначения 6 + и д ~ - соответственно.