Исследование релаксационных процессов в молекулярных системах в присутствии излучения СО2-лазера

• Автор: Бржазовский, Юрий Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 123 c. : ил

АННОТАЦИЯ
ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЕ
ГЛАВА I. ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЛАКСАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ В
МОЛЕКУЛАХ (обзор литературы)
§ 1.1. Нелазерше методы изучения колебательной
и вращательной релаксации
§ 1.2. Использование комбинационного рассеяния
и метод тепловой линзы
§ 1.3. Методы лазерной флуоресценции и двойного
резонанса
§ 1.4. Методы линейной лазерной спектроскопии
§ 1.5. Спектроскопия насыщения поглощения
§ 1.6. Селективное возбуждение молекул при гомогенной
конденсации в пучках
§ 1.7. Селективное возбуждение в гетерогенных процессах
§ 1.8. Селективное возбуждение в процессах диффузии
газа
Глава II. МОЛЕКУЛЯРНО-ПУЧКОВЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РЕЛАКСАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ КОЛЕБАТЕЛЬНОЙ ЭНЕРГИИ В СВОБОДНЫХ СТРУЯХ ПРИ ВОЗБУЖДЕНИИ МОЛЕКУЛ ЛАЗЕРНЫМ
ИЗЛУЧЕНИЕМ
§ 2.1. Введение
§ 2.2. Описание генератора молекулярного пучка
§ 2.3. Экспериментальная схема
§ 2.4. Расчет расширения гексафторкда серы
§ 2.5. Ввод лазерного излучения в поток и его
поглощение газом

§ 2.6. Результаты эксперимента
Глава III. ВЛИЯНИЕ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ПРОЦЕССЫ
КОНДЕНСАЦИИ В ОБЪЕМЕ И НА ПОВЕРХНОСТИ
§ 3.1. Введение
§ 3.2. Гомогенная конденсация spg в сверхзвуковой
струе
§ 3.3. Влияние лазерного излучения на конденсацию
в потоке
§ 3.4. Взаимодействие колебательно-возбужденных
молекул с охлаждаемой поверхностью
ГЛАВА 17. ПРОЦЕССЫ V-Т РЕЛАКСАЦИИ В ЛАЗЕРНОМ
РАЗДЕЛЕНИИ ГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ
§ 4.1. Лазерные методы разделения изотопов
§ 4.2. Релаксационные процессы цри адиабатическом
расширении sp6 в смеси с газом-релаксантом
§ 4.3. Экспериментальные результаты
§ 4.4. Исследование диффузии spg под действием
излучения С02- лазера
§ 4.5. Обсуждение результатов эксперимента
Глава V. ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЛАКСАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ
НАСЫЩЕНИИ КОЛЕБАТЕЛЬНО-ВРАЩАТЕЛЬНЫХ ПЕРЕХОДОВ
ЛАЗЕРНЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ
§ 5.1. Постановка задачи и экспериментальная установка
§ 5.2. Насыщение в непрерывном режиме
§ 5.3. Насыщение при кратковременном взаимодействии
с полем
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

АННОТАЦИЯ
Диссертация посвящена исследованию влияния релаксационных процессов на характер взаимодействия колебательно- возбужденных молекул между собой и с молекулами других веществ, находящихся в том же или ином фазовом состоянии. Эти исследования имеют большое значение для понимания механизмов лазерного разделения изотопов, лазерной фотохимии.
В исследованиях были применены источники колебательного возбуждения молекул ( вт. ч, селективного), генератор молекулярного пучка, способный создавать сверхзвуковую струю смеси газов, и другие лазерные методы изучения релаксационных процессов. В качестве объекта исследования использовался гексафторид серы и двуокись углерода.
Проведено изучение изменения плотности и интенсивности молекулярного пучка. Впервые реализованы эксперименты по исследованию взаимодействия лазерного излучения со сверхзвуковым потоком, расширяющимся с конденсацией. Получена качественная картина изменения механизма гомогенной конденсации. Предпринята попытка определить вклад влияния колебательного возбуждения молекул на их взаимодействие с охлаждаемой поверхностью. Проведена оценка возможности измерения доли колебательно- возбужденных молекул в пучке по изменению коэффициента захвата колебательно-возбужденных излучением С02- лазера молекул бр6 цри конденсации пучка на охлаждаемой поверхности. Экспериментально осуществлено пространственное разделение компонент газовой смеси в поле сверхзвуковой струи, стимулированной лазерным излучением, Впервые исследована диффузия молекулярного газа ( БРб ) в смеси с буферным газом (Не) под действием излучения С02- лазера в зависимости от расстройки его частоты отно-

П^ЛсЧГ/^'Мс
Как и в случае интенсивности, уменьшение плотности вызвано уменьшением Нс, И с и у из-за нагрева газа. В данном случае плотность уменьшалась на 15$, а уменьшение интенсивности для того же р0 (см. рис.4) составило лишь 4$. Следовательно, уменьшение плотности частично компенсируется увеличением гидродинамической скорости газа. Поскольку интенсивность пучка ^7 = НрЦ, , где Пр - плотность, а Up - скорость молекул в пучке на входе в датчик, то легко найти, что под действием лазерного излучения массовая скорость увеличивается в 1,13 раза. Для sf6 при рс = 240 торр и Т0 = 300 К расчет расширения с колебательной релаксацией на х/с/*= ЮО дает значение

массовой скорости 4,06.10й м/с. Под действием лазерного излуче-

ния направленная скорость возросла до 4,58.10 м/с. Из изэнт-ропических соотношений следует, что такое увеличение скорости наблюдалось при нагреве газа в источнике до 382 К, т.е. на 27$. Лазерное же излучение цри равновесном нагреве могло дать увеличение температуры газа в источнике приблизительно на 1,5$.
Таким образом, локализованный нагрев быстро релаксирующе-го газа, каким является sf6 , лучом лазера в сверхзвуковой струе дает значительное увеличение направленной скорости движения газа. Это,по-видимогду, можно объяснить тем, что тепловое возмущение, вызванное введением в поток излучения, за время пролета газа от зоны поглощения до места перехода к бесстолкно-вительному режиму течения не успевает распространяться на весь поток, а остается в достаточной степени локализованным.
Результаты исследований, описанных во второй главе опубликованы в работах: . .
I. Бетеров Й.М., Бржазовский Ю.В., Востриков A.A., Гайский Н.В., Ребров А.К., Семячкин Б.Е., Чеботаев В.П. Взаимодействие