Теоретическое и экспериментальное исследование поляризуемости двухатомных молекул

• Автор: Булдаков, Михаил Аркадьевич
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 151 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ПОЛЯРИЗУЕМОСТЬ МОЛЕКУЛ
1.1. Тензор поляризуемости молекулы
1.2. Теоретические методы расчета поляризуемости молекул
1.3. Экспериментальные методы определения поляризуемости молекул
Выводы
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ КОМБИНАЦИОННОГО РАССЕЯНИЯ СВЕТА МОЛЕКУЛАМИ N1 И
2.1. Комбинационное рассеяние света двухатомными молекулами
2.2. Экспериментальная установка
2.3. Экспериментальное определение поляризационных характеристик спектров КРС молекул N3 и
2.4. Экспериментальное определение дифференциальных сечений КРС молекул N2 и
Выводы
ГЛАВА 3. ПОЛЯРИЗУЕМОСТЬ МОЛЕКУЛ 2 И 02 КАК ФУНКЦИЯ ИХ МЕЖЬЯДЕРНОГО РАССТОЯНИЯ
3.1. Поляризуемость молекул N2 и 02для межьядерных расстояний вблизи равновесного положения их ядер
3.2. Поляризуемость молекул N2 и 02 при малых межьядерных расстояниях
3.3. Зависимость поляризуемости молекул И2 и 02 от их межьядерного расстояния
Выводы
ГЛАВА 4. РАСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИК КОЛЕБАТЕЛЬНО ВОЗБУЖДЕННЫХ МОЛЕКУЛ И 02 И ГАЗОВЫХ СРЕД
4.1. Поляризуемость молекул N2 и 02 в возбужденных колебательно-вращательных состояниях
4.2. Температурная зависимость средних поляризуемостей и показателей преломления азота и кислорода
4.3. Параметры комбинационного рассеяния света для колебательно возбужденных молекул N2 и Оз
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Поляризуемость - одно из фундаментальных свойств молекулы, которое наряду' с собственным дипольным моментом молекулы определяет ее оптические и электрические характеристики. Круг явлений, в которых проявляется поляризуемость молекул, весьма широк и охватывает многие разделы молекулярной физики и теоретической химии. В физике с поляризуемостью молекул связаны такие явления молекулярной оптики, как рефракция света, рэлеевское и комбинационное рассеяние света, эффект Керра и эффект Штарка. Ответственна поляризуемость также за индукционное и дисперсионное межмолекулярные взаимодействия, определяющие поведение неидеальных газов. Кроме того у взаимодействующих молекул происходит деформация электронных оболочек и ядерных конфигураций, которая вызывает смещение центров спектральных линий, изменение их контуров, а также обуславливает изменения их интенсивностей, включая появление запрещенных линий. В химии поляризуемость является одним из главных факторов, определяющих химическую реакционную способность молекул, а с помощью основанных на поляризуемости методах исследований производится изучение пространственной и электронной структуры молекул.
В последнее время наблюдается повышенный интерес к изучению свойств и физико-химических процессов в газовых средах, содержащих значительное количество колебательно возбужденных молекул. Такие условия реализуются в высокотемпературных газовых средах и средах, находящихся под интенсивным внешним воздействием; например, в поле мощного лазерного излучения или за фронтом ударной волны. Расчет

получать производные поляризуемости разных порядков, которые и дают возможность восстанавливать интересующие нас зависимости поляризуемости молекул от конфигурации их ядер, справедливые, правда, только для окрестностей равновесного расположения ядер.
Первые работы по определению производных поляризуемости молекул появились сразу за созданием теории комбинационного рассеяния света (теории “поляризуемости” Плачека) [86]. Однако экспериментальная техника “долазерного” периода не позволяла получать качественные результаты. Обзор экспериментальных данных этого периода приведен в [87]. В настоящее время эти данные представляют только исторический интерес. С появлением лазерной техники точность измерения парамегров КРС существенно повысилась и “долазерные” данные подверглись пересмотру. Однако, несмотря на значительный промежуток времени, прошедший с появления лазерной спектроскопии КРС, экспериментальных работ по определению производных поляризуемости молекул сравнительно немного, и относятся они, главным образом, к углеводородам и наиболее распространенным молекулам. Для двухатомных молекул в настоящее время известны с хорошей точностью первые производные средней поляризуемости молекул, первые производные анизотропии поляризуемости определены значительно хуже, а работ по определению вторых производных поляризуемости практически нет. При этом в значительной части работ приведенные значения производных поляризуемости рассчитаны с использованием достаточно грубых физических приближений и должны рассматриваться скорее как их оценки. Из-за отсутствия надежных экспериментальных данных о производных поляризуемости молекул в научной литературе нет сообщений о восстановлении зависимости поляризуемости молекул от их межьядерного расстояния (даже для двухатомных молекул).