Метод определения параметров потенциала межмолекулярного взаимодействия при низких энергиях с использованием импульсных сверхзвуковых струй.

• Автор: Татаренко, Кира Алексеевна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 109 с.

Оглавление
Введение

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Области применения импульсных сверхзвуковых струй

1.2. Импульсные источники сверхзвуковой струи

1.2.1. Требования к параметрам газового источника

1.2.2. Типы импульсных клапанов

1.3. Теоретическое описание импульсных сверхзвуковых струй

Глава 2. Кинетическая модель импульсной сверхзвуковой струи

2.1. Основные предположения модели.

2.2. Система моментных уравнений для смеси одноатомных газов

2.3. Решение системы моментных уравнений во внутренней области
2.4. Решение системы моментных уравнений во внешней области
Глава 3. Экспериментальная часть
3.1. Объекты исследования
3.2. Расчет геометрических параметров экспериментального комплекса и условий проведения экспримента
3.3. Схема экспериментального комплекса
3.4. Методика эксперимента
3.5. Экспериментальные времяиролетные спектры
Глава 4. Результаты и их обсуждение
Выводы
Приложение 1
Приложение 2
Список литературы


В первой главе на основе литературных данных проанализированы работы, посвященные экспериментальному и теоретическому изучению импульсных сверхзвуковых струй и их практическому применению. Анализ показал, что более широкому использованию импульсных струй препятствует недостаточное теоретическое описание их свойств. Во второй главе на основе кинетического уравнения Больцмана построена модель расширения импульсной сверхзвуковой струи в вакуум, описывающая распределение макроскопических параметров плотность, средняя скорость и температура компонентов импульсной струи во всем поле течения в разных приближениях по числу Кнудссна источника изучено их поведение при больших временах и на больших расстояниях от сопла. В случае многокомпонентной струи исследовано поведение скольжения скоростей и разности температур компонентов. Изложена идея метода определения параметра Св ветви притяжения потенциала взаимодействия. Третья глава посвящена определению условий проведения эксперимента, адекватных предложенной модели. Подробно описаны созданная установка и методика выполнения эксперимента. Представлены экспериментальные времяпролетные спектры. В четвертой главе приведены основные соотношения метода определения параметра С6 ветви притяжения потенциала взаимодействия. Представлены полученные экспериментальные результаты, описан метод их обработки, выполнены обработка полученных данных и анализ ошибок. Результаты сравниваются с современными данными по потенциалам межатомного взаимодействия для инертных газов. В выводах сформулированы основные результаты работы. Глава 1. Литературный обзор. Области применения импульсных сверхзвуковых струй. В связи с этим в течение последних десятилетий большое количество работ посвящено теоретическому и экспериментальному исследованию сверхзвуковых струй. Рассмотрим некоторые примеры применения импульсных сверхзвуковых струй и молекулярных пучков в физикохимических экспериментах. Интеграция импульсной сверхзвуковой струи с времяпролетным массспектрометром в сочетании с лазерными методами позволила за последние лет достигнуть большого прогресса во многих областях физики и химии это относится к спектрометрии , , получению и исследованию структуры вандерваальсовых кластеров и кластеров с водородной связью , . Отдельно следует отметить использование получаемых в импульсных сверхзвуковых струях кластеров больших размеров в качестве мишеней, взаимодействующих с мощным фемтосекундным лазерным излучением. Импульсные молекулярные пучки используют в экспериментах по модификации поверхности атомами и молекулами. В работе проводилось изучение взаимодействия атомов кислорода с поверхностями различных материалов. Эта задача возникла при изучении процессов, происходящих при входе тел в верхние слои атмосферы. Метод импульсных пучков используется также в исследовании кинетики поверхностных реакций и динамики активных молекул, падающих на поверхность. Кинетические характеристики реакций в зависимости от энергии падающих частиц и угла падения исследовались в интервале от тепловых энергий до 1 эв. В работе этим методом изучалась реакция молекул кислорода с твердым кремнием, получены константы скорости реакций на основе данных об отраженных от поверхности частиц продуктов реакции 8Ю. В ряде работ показано, что, используя импульсную струю, можно изучать процессы пиролиза сложных органических молекул, а также реакции фотодиссоциации и реакции в электрических разрядах . В работе на основе использования сверхзвуковых струй из высокотемпературного импульсного источника было усовершенствовано пиролитическое получение реактивных интермедиаитов таких как радикалы, бирадикалы, карбены. Возможность контроля конденсации в импульсных молекулярных пучках позволяет изучать методами УФфотоэлсктрониой спектроскопии структуру, энергию и распределение по размерам малых кластеров димеров, тримеров и т. Импульсные молекулярные пучки могут быть использованы также и для получения пучков металлов. Путем лазерного испарения твердого образца получаются импульсные пучки атомов металлов . Разработаны источники метастабильных атомов, в которых используются импульсные сопловые пучки гелия и аргона.