Влияние внутримолекулярных движений в молекуле H2O на сдвиги, уширения линий поглощения и интенсивности спектров комбинационного рассеяния

• Автор: Протасевич, Александр Евгеньевич
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 176 с. : ил.

Глава 1. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ПОДХОДЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ УШИРЕНИЙ И СДВИГОВ ЛИНИЙ ИК-СПЕКТОВ ПОГЛОЩЕНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ СЕЧЕНИЙ КОМБИНАЦИОННОГО РАССЕЯНИЯ ВОДЯНОГО ПАРА

§1.1 Физические механизмы, приводящие к уширению

спектральных линий

§ 1.2 Основные теоретические подходы по определению сдвига и

уширения линий водяного пара

§ 1.3 Состояния экспериментальных исследований в области уширения и сдвига спектральных линий воды различными
газами

§ 1.4 Колебательно-вращательная спектроскопия

комбинационного рассеяния

§ 1.5 Выводы

Глава 2. ПРИМЕНЕНИЕ УДАРНОЙ ТЕОРИИ УШИРЕНИЯ

СПЕКТРАЛЬНЫХ ЛИНИЙ К РАСЧЁТАМ СДВИГОВ И УШИРЕНИЙ ЛИНИЙ Н20 В РАЗЛИЧНЫХ СИСТЕМАХ
§ 2.1 Колебательно-вращательный гамильтониан молекулы

§ 2.2 Расчёт сдвигов и уширений спектральных линий полосы у2
водяного пара собственным давлением
§ 2.3 Сравнение экспериментальных и вычисленных значений для полуширин линий полосы v2 при температуре Т = 296 К (система Н20-Н20)
§ 2.4 Влияние вращательной зависимости дипольного момента
на результаты расчётов (система Н2О-Н2О)
§ 2.5 Температурная зависимость коэффициентов сдвига и
уширения (система Нг0-Н20)
§ 2.6 Расчёт сдвигов и уширений спектральных линий водяного
пара давлением инертных газов
§ 2.7 Выводы
Глава 3. ПРИМЕНЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОГО ОПЕРАТОРА
ПОЛЯРИЗУЕМОСТИ МОЛЕКУЛЫ Н20 К РАСЧЁТАМ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ СЕЧЕНИЙ КР, СДВИГОВ И УШИРЕНИЙ СПЕКТРАЛЬНЫХ ЛИНИЙ ВОДЯНОГО ПАРА
§ 3.1 Преобразованный оператор поляризуемости для молекул
типа Х2У
§ 3.2 Колебательные матричные элементы от преобразованного
оператора поляризуемости ...•
§ 3.3 Приведённые матричные элементы для преобразованного
оператора поляризуемости
§ 3.4 Параметры преобразованного оператора поляризуемости
для молекулы Н20
§3.5 Расчёт дифференциальных сечений КР водяного пара
§ 3.6 Диагональные колебательные матричные элементы
§ 3.7 Расчёт сдвигов и уширений спектральных линий молекулы

§3.8 Выводы
Глава 4. АНАЛИТИЧЕСКОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ДЛЯ
КОЭФФИЦИЕНТОВ УШИРЕНИЯ СПЕКТРАЛЬНЫХ ЛИНИЙ ВОДЯНОГО ПАРА
§4.1 Двумерная поверхность для у(Лй/?/) (система Н20-Н20)

§4.2 Температурная зависимость7(Л,,/?/) (система Н2О-Н2О)
§ 4.3 Двумерная поверхность для ЛД (система НгОинертный газ)
§4.4 Обсуждение результатов
Глава 5. ОПИСАНИЕ УСЛОВИЙ ЗАПИСИ
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО СПЕКТРА И РЕЗУЛЬТАТОВ ЕГО ОБРАБОТКИ
§ 5.1 Условия записи экспериментального спектра на
фурье-спектрометре
§5.2 Методика обработки экспериментального спектра
§ 5.3 Коэффициенты сдвига и уширения спектральных линий
Н2,60 собственным давлением
§ 5.4 Выводы

Глава 6. ТЕРМОДИНАМИКА ГАЗОВ, СОСТОЯЩИХ ИЗ ВОЗБУЖДЁННЫХ МОЛЕКУЛ
§6.1 Вириальное уравнение состояния неидеального газа и
потенциал межмолекулярного взаимодействия
§ 6.2 Второй и третий вириальные коэффициенты в уравнении
неидеального газа
§6.3 Критические параметры водяного пара
§ 6.4 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

К * =— ~^(ахх + ауу +®гг)>
К * = (^®гг — ^хх ~ ^уу )>
^6 (1.33)
¥2 =~(ахх ~ауу) +1аху> ^1 = ~ахг —гагге>
^-2* = "^(^лх —сгп') ~ ^аху’ ^-1> = ^лг — га;!2’
это суммирование может быть записано в терминах приведённых матричных элементов < У',Е'|| 1¥1П || Г,Л > как
]Г|< К',Л,,1и'| ГГ},0 | Г,Л,и >|2 = —1< Г ,Л'|| Ж(,) || У,К >2, (1.34)
т'т 2/ +
где V и Е - наборы соответственно колебательных и вращательных (за исключением т) квантовых чисел.
Интенсивность линии КР зависит от двух вкладов, один из которых определяется компонентой с 1 = 0 (изотропная часть) и второй — компонентой с / = 2 (анизотропная часть). После усреднения по пространственной ориентации эти вклады входят в (1.32) с разными весовыми коэффициентами, зависящими от геометрии рассеяния. Определив силу линии как квадрат матричного элемента в (1.32) (после усреднения
по т и т'), можно найти [5,64], что для параллельной поляризации (М= Л')
К,Я||Ж(0) ||Р,Д'>|2+^|<К,Л||Ж(2) ||Г,Д'>|2 (1.35)
и для перпендикулярной поляризации (Мф АО
= ^|< у ЯII ^(2) II ук>|2- (1-36)
Вращательные правила отбора для колебательной полосы данного типа симметрии могут быть определены из компонент неприводимого тензора поляризуемости того же самого типа симметрии, а именно Л/ = 0 для 1¥0(0> и А/ = 0, ± 1, ± 2 для любых 1¥р2). Для молекулы Н20 с точечной группой симметрии С2у на переходы накладывается ограничение, заключающееся в