Экспериментальное исследование интерференции крыльев колебательно-вращательных линий в ИК спектрах простых молекул

• Автор: Докучаев, Александр Борисович
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 238 c. : ил

ГЛАВА I. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ФОРШ КОЛЕБАТЕЛЬНО-ВРАЩАТЕЛЬНЫХ ПОЛОС

1.1. Экспериментальное исследование формы полос Ж поглощения простых молекул

1.2. Общая теория контура спектральных

полос поглощения

1.3. Марковское и ударное приближения.

Учет конечной длительности столкновений

1.4. Адиабатическое приближение

Глава II. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ АППАРАТУРА И

МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЙ

2.1. Спектрометр высокого разрешения

2.2. Система регистрации

2.3. Определение аппаратной функции спектрометра
2.4. Газовые кюветы
2.5. Очистка газов. Составление смесей
2.6. Погрешности измерений
Глава III. ФОРМА ПОЛОСЫ 1-0 ОКИСИ УГЛЕРОДА
3.1. Микроокна прозрачности
3.2. Бинарные коэффициенты поглощения
3.3. Интенсивности и частоты колебательно-вращательных линий
3.4. Коэффициенты уширения колебательновращательных линий
3.5. Экспериментальные результаты исследования форзш полосы 1-0 окиси углерода
3.6. Обсуждение и интерпретация результатов. Модель сильных столкновении
3.7. Интерференционные эффекты. Уточнение модели сильных столкновений
3.8. Поглощение димеров Глава IV. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛОС ^ С02
4.1. Бинарные коэффициенты поглощения полосы ^ С02
4.2. Параметры дисперсионного контура полосы С02
4.3. Форма полосы ^ С02
4.4. Полоса 2О Заключение ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

В последнее время в связи с постановкой ряда новых задач физики атмосферы и атмосферной оптики резко возрос интерес к проблеме контура полос инфракрасного (Ж) поглощения газов. Расчет теплового баланса атмосферы, дистанционный контроль ее чистоты, метеорологические исследования при спутниковом зондировании - потребовали для своего решения подробной информации о поглощении газов в Ж диапазоне.
При относительно небольших давлениях колебательновращательные полосы газов состоят из хорошо разрешенных линий, частоты и интенсивности которых зависят от строения конкретной молекулы. Контур линии определяется в основном тремя факторами: процессами радиационного затухания, эффектом Допплера при тепловом поступательном движении молекул, ударным механизмом уширения, обусловленным возмущением колебательно-вращательного движения при столкновениях. Оценки показывают, что в приземном слое атмосферы (до 20 км) форма линий определяется преимущественно ударным механизмом уширения /I/.
Многочисленные теоретические и экспериментальные исследования показывают, что при ударном механизме уширения контур спектральной линии вблизи ее центра описывается дисперсионной кривой. При этом полуширина линии пропорциональна давлению смеси и зависит от ее температуры и состава. В некоторых случаях уширение линии сопровождается ее сдвигом, величина которого также пропорциональна давлению.
тельного монохроматора.
Предварительный монохроматор, с рабочей высотой щелей 8 мм, расположенный во втором вакуумном кожухе, служит для выделения рабочего порядка эшелетта главного монохроматора.
Он собран по схеме Черни-Тернера, образованной сферическими зеркалами (13,14) с фокусным расстоянием 380 мм, размером (75 х 85) мм и призмой (15) с алюминированной гранью. Набор призм, изготовленных из кристаллов С$3 , , СаГ2 ,
позволяет работать в спектральной области 200-3000 см"
Плоское зеркало (17) направляет излучение на входную щель главного монохроматора, собранного по схеме Пфунда.
Выбор схемы большого монохроматора определяется требованиями к качеству изображения. Центрированная система двух одинаковых параболоидов обладает только астигматизмом и кривизной поля изображения, поскольку кома и дисторсия скомпенсированы в результате применения % -образной схемы. Ограничение высоты щелей до 8 мм позволило снизить спектральную ширину, соответствующую искривлению изображения, до величины 0,016 см[“■*•, что ниже дифракционного предела разрешения эшелетта.
Из входной щели (21) пучок света направляется на зеркало (22) размером (70 х ПО) мм и, отразившись от него, попадает на коллиматорно-камерное зеркало (23), функции которого в приборе выполняет параболоид вращения с фокусным расстоянием 1315 мм диаметром 450 мм. Параллельный пучок попадает на диспергирующий элемент прибора (24), в качестве которого используется эшелетт 50 штр/мм размером (300 х 300) мм с