Диссертация (Спектроскопические проявления динамики молекулярных столкновений в системах линейная молекула – атом)
Описание файла
Файл "Диссертация" внутри архива находится в папке "Спектроскопические проявления динамики молекулярных столкновений в системах линейная молекула – атом". PDF-файл из архива "Спектроскопические проявления динамики молекулярных столкновений в системах линейная молекула – атом", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "физико-математические науки" из Аспирантура и докторантура, которые можно найти в файловом архиве СПбГУ. Не смотря на прямую связь этого архива с СПбГУ, его также можно найти и в других разделах. , а ещё этот архив представляет собой кандидатскую диссертацию, поэтому ещё представлен в разделе всех диссертаций на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук.
Просмотр PDF-файла онлайн
Текст из PDF
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТНа правах рукописиОПАРИН ДАНИИЛ ВЛАДИМИРОВИЧСПЕКТРОСКОПИЧЕСКИЕ ПРОЯВЛЕНИЯ ДИНАМИКИМОЛЕКУЛЯРНЫХ СТОЛКНОВЕНИЙ В СИСТЕМАХ ЛИНЕЙНАЯМОЛЕКУЛА – АТОМСпециальность 01.04.05 – ОптикаДИССЕРТАЦИЯна соискание ученой степеникандидата физико-математических наукНаучный руководитель:доктор физико-математических наук,профессор Н. Н.
Филиппов.Санкт-Петербург, 2017 г.ОглавлениеВведение ......................................................................................................................................... 41. ГЛАВА I. Проявления динамики бинарных столкновений в инфракрасных спектрахмолекулярных газов (обзор литературы) .................................................................................... 121.1.
СТОЛКНОВИТЕЛЬНЫЕ ВОЗМУЩЕНИЯ МОЛЕКУЛ .............................................................................121.2. ПРОЯВЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ВОЗМУЩЕНИЙ В КОЛЕБАТЕЛЬНО-ВРАЩАТЕЛЬНЫХ СПЕКТРАХ ................131.2.1. СПЕКТРАЛЬНАЯ ФУНКЦИЯ .......................................................................................................131.2.2.
ДОПЛЕРОВСКОЕ УШИРЕНИЕ, ЭФФЕКТ ДИКЕ...............................................................................131.2.3. СТОЛКНОВИТЕЛЬНОЕ УШИРЕНИЕ ЛИНИЙ ..................................................................................151.2.4. ЭФФЕКТ СПЕКТРАЛЬНОГО ОБМЕНА В ОБЛАСТИ ПЕРЕКРЫВАНИЯ ЛИНИЙ .........................................161.2.5. ДАЛЕКИЕ КРЫЛЬЯ ПОЛОС .......................................................................................................181.2.6.
СПЕКТР МОМЕНТА СИЛ ..........................................................................................................201.3. ПРОЯВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКИХ ВОЗМУЩЕНИЙ, ИНДУЦИРОВАННЫЕ СПЕКТРЫ ПОГЛОЩЕНИЯ ........211.3.1. СПЕКТРАЛЬНЫЕ МОМЕНТЫ ИНДУЦИРОВАННЫХ ПОЛОС ..............................................................241.3.2. ФОРМА ИНДУЦИРОВАННЫХ ПОЛОС .........................................................................................251.4.
СТАБИЛЬНЫЕ И МЕТАСТАБИЛЬНЫЕ ДИМЕРЫ ................................................................................261.4.1. СПЕКТРАЛЬНЫЕ ПРОЯВЛЕНИЯ ДИМЕРОВ В РАЗРЕШЕННЫХ СПЕКТРАХ .............................................261.4.2. СПЕКТРАЛЬНЫЕ ПРОЯВЛЕНИЯ ДИМЕРОВ В ИНДУЦИРОВАННЫХ СПЕКТРАХ ......................................261.5. ТРАЕКТОРНЫЕ МЕТОДЫ ............................................................................................................282. ГЛАВА II.
Метод классических траекторий, стабильные и метастабильные кластеры ....... 312.1. КРИТЕРИИ ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ПАР МОЛЕКУЛА-АТОМ ПО СОСТОЯНИЯМ .............................................312.2. ОПИСАНИЕ АЛГОРИТМОВ РАСЧЕТА .............................................................................................322.2.1. СВОБОДНЫЕ И КВАЗИСВЯЗАННЫЕ СОСТОЯНИЯ...........................................................................342.2.2. СВЯЗАННЫЕ СОСТОЯНИЯ ........................................................................................................362.2.3. ЗАВИСИМОСТЬ УСКОРЕНИЯ ОТ ВРЕМЕНИ ..................................................................................382.2.4. ПОВОРОТ .............................................................................................................................4023.
Глава III. Влияние кластерообразования на форму полос индуцированного поглощения всистемах CO2 - атом благородного газа ...................................................................................... 423.1. ИНДУЦИРОВАННЫЙ ДИПОЛЬНЫЙ МОМЕНТ ПАРЫ CO2 - АТОМБЛАГОРОДНОГО ГАЗА ........................423.2. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ .................................................................................................................433.3. РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА ...............................................................................................................443.3.1.
РАСЧЕТ STRJ(Ω) ....................................................................................................................443.3.2. КОЛИЧЕСТВО ТРАЕКТОРИЙ С РАЗНЫМ ЧИСЛОМ ПОВОРОТНЫХ ТОЧЕК ............................................453.3.3. ВРЕМЯ ЖИЗНИ МЕТАСТАБИЛЬНЫХ ДИМЕРОВ ............................................................................473.3.4. РАСЧЕТ SSD(Ω) .....................................................................................................................483.3.5. СПЕКТРАЛЬНАЯ ФУНКЦИЯ .......................................................................................................493.3.6. НУЛЕВОЙ СПЕКТРАЛЬНЫЙ МОМЕНТ .........................................................................................533.3.7. СРАВНЕНИЕ С ЭКСПЕРИМЕНТОМ ..............................................................................................563.3.8.
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ....................................................................................................594. ГЛАВА IV. Спектральные свойства моментов сил и форма далеких крыльев разрешенныхполос линейных молекул в смесях с благородными газами ...................................................... 614.1. ПОГЛОЩЕНИЕ В КРЫЛЕ ПОЛОСЫ, ВОЗМОЖНЫЕ СОСТАВЛЯЮЩИЕ ....................................................614.2. РАЗРЕШЕННЫЕ СПЕКТРЫ ...........................................................................................................624.3. ИНДУЦИРОВАННЫЕ СПЕКТРЫ .....................................................................................................654.4.
СПЕКТРАЛЬНАЯ ПЛОТНОСТЬ ВОЗМУЩЕНИЙ ..................................................................................654.5. СПЕКТР МОМЕНТА СИЛ, РОЛЬ МЕТАСТАБИЛЬНЫХ И СТАБИЛЬНЫХ КЛАСТЕРОВ ...................................674.6. СРЕДНИЙ КВАДРАТ МОМЕНТА СИЛ..............................................................................................694.7. РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТОВ .............................................................................................................704.8.
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ.......................................................................................................735. Полученные результаты......................................................................................................... 746. Список литературы ................................................................................................................. 753ВведениеАктуальность исследованияИнфракрасныеспектрыпоглощения,обусловленныеколебательнымивращательным движением молекул, являются важными источниками информации нетолько о строении молекул и об особенностях внутримолекулярного движения, но также иохарактеристикахмежмолекулярныхвзаимодействий.Межмолекулярныевзаимодействия определяют форму контура разрешенных колебательно-вращательныхполос, форму и интенсивность полос индуцированного поглощения.
Разработка моделей,описывающих спектральные проявления столкновительных возмущений вращательного иколебательного движения молекул, направлена на решение двух актуальных задач. Кпервому классу задач относятся задачи расчета свойств прозрачности оптических сред взависимости от их состава и физических характеристик (температура, давление…). Вчастности, обширный круг задач физики атмосферы. Второе направление – этоиспользование спектроскопических данных для верификации рассчитанных потенциаловмежмолекулярного взаимодействия, для анализа динамики столкновения молекул,образования и распада метастабильных комплексов.Выделяют два типа столкновительных возмущений.
Во-первых, это возмущенияэлектрооптических параметров молекул: дипольных моментов и поляризуемости, которыеприводят к появлению индуцированных спектров поглощения и комбинационногорассеяния. Во-вторых, механические возмущения – это силы и моменты сил, которыепоявляются при взаимодействии молекул. Эти возмущения спектроскопически проявляютсебя в эффекте сужения доплеровского контура линий (эффект Дике), в столкновительномуширении линий, в эффектах спектрального обмена (line mixing), в форме крыльевразрешенных полос поглощения и комбинационного рассеяния [1].В большинстве случаев, в спектре проявляется лишь интегральный результатдействия возмущения (эффект Дике, столкновительное уширение линий, эффектинтерференции линий), но есть немногочисленные спектроскопические эффекты, вкоторых проявляется динамика возмущений, конечная длительность столкновений. Вопервых, это индуцированные спектры. Поскольку форма индуцированных полос естьФурье-образ корреляционной функции индуцированного дипольного момента, всядинамика электрооптических возмущений сосредоточена в форме контура.
