Диссертация (1097947), страница 52

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 52)

(3.1.13)CC 4CCВ рассматриваемых условиях кинетика заселения уровня vC =0 хорошо описываетсямоделью, в которой заселение и дезактивация состояния C 3  u обусловлены процессами (10.0 и19.0, табл. 3). В ПС ТРПТ [1314] и [567, 657], вклады в скорость изменения заселенностей дляколебательных уровней vC = 1 и 2 процессов (10.0 и 19.0) оказываются соизмеримыми исопоставимыми с вкладами процессов (31.0-40.0, табл. 3). В то же время, в резонаторном СВЧразряде [657, 665, 947, 1126, 1130, 1131, 1132, 1137, 1305, 1307–1310], в кинетике заселенияуровней vC =1 и 2 доминируют процессы (10.0 и 19.0, табл. 3). Для уровней vC = 3 и 4 кинетиказаселения обусловлена процессами (10.0, 19.0) и вторичными процессами (31.0–40.0 и 82.0,83.0,табл. 3, глава 1).

Вторичные процессы наиболее выражены для резонаторного СВЧ разряда[657, 665, 947, 1126, 1130, 1131, 1132, 1137, 1305, 1307–1310] и в ПС ТРПТ [1314]. В ПС ТРПТ[567, 657] в скорость изменения заселенности уровня vC = 3 и 4 дают вклад процессы (82.0 и83.0, табл. 3). Таким образом, наименьший вклад вторичные процессы дают в заселение уровняvC =0 состояния C 3 u , и эта тенденция сохраняется и в последующие моменты времени. Сувеличением номера колебательного уровня вклад вторичных процессов увеличивается. Привременах t p  10-3 c иерархия времен изменяется, и для ПС ТРПТ [1314] и резонаторного СВЧразряда [657, 665, 947, 1126, 1130, 1131, 1132, 1137, 1305, 1307–1310] имеет вид: vev 0   vrad0 , (3.1.14)CC vrad1   vev 1   vAA1 , (3.1.15)CCC vrad2   vev 2   vAA2 , (3.1.16)CCC vrad3   vAA3   vBX3   vev 3 , (3.1.17)CCCC vrad4   vAA4   vBX4   vev 4   vpr4 , (3.1.18)CCCCCчто существенно отличается от соотношений в ПС ТРПТ [567, 657]:273 vev 0   vrad0 , (3.1.19)CC vev 1   vrad1 , (3.1.20)CC vrad2   vev 2 , (3.1.21)CC vrad3   vev 3   vpr3 , (3.1.22)CCC vrad4   vev 4   vpr4 .

(3.1.23)CCCКак видно из соотношения времен, баланс концентраций молекул азота на уровняхvC =0-2 состояния C 3 u обусловлен процессами (10.0 и 19.0, табл. 3). Расчеты ФРКУ молекулыазота состояния C 3  u для данных уровней по модели, с учетом процессов (10.0, 19.0), [73,389–399] и уровневой полуэмпирической СИМ совпадают (рис. 142). Отклонение от модели[73,389–399] увеличивается с возрастанием номера уровня для vC = 3 и 4 из-за предиссоциацииколебательных уровней vC = 3 и 4 состояния C 3  u . В ПС ТРПТ [567, 657] ФРКУ ( vC =0–3)молекулы азота могут быть аппроксимированы распределением Больцмана, а уровень vC =4недозаселен. Результат расчетов по уровневой полуэмпирической СИМ отражает этот эффект.ФРКУ молекулы азота, рассчитанная и измеренная в ПС ТРПТ [567, 657] отличается отвида ФРКУ молекулы азота в ПС ТРПТ [1314] и резонаторном СВЧ разряде [657, 665, 947,1126, 1130, 1131, 1132, 1137, 1305, 1307–1310] вследствие изменения механизмов заселенияколебательных уровней vC .

Для условий [657, 665, 947, 1126, 1130, 1131, 1132, 1137, 1305,1307–1310, 1314], как это следует из иерархии времен, наблюдается заметный вклад вторичныхпроцессов (31.0–40.0, табл. 3) в заселение уровней vC =1–4 состояния C 3  u . Для уровней vC =3и 4 дополнительно дают вклад вторичные процессы (82.0–83.0 и 89.0, табл. 3). Учет всехрассмотренных процессов позволяет воспроизвести ФРКУ молекулы азота в состоянии C 3  u ,наблюдаемую в эксперименте [657, 665, 947, 1126, 1130, 1131, 1132, 1137, 1305, 1307–1310,1314]. Подобная же структура распределений наблюдалась в ВЧ разряде [1215]. Как видно нарис. 75, 80, 90, 132 и 133, результаты расчетов ФРКУ молекулы азота по уровневойполуэмпирической СИМ совпадают с результатами измерений при различных временахпребывания газа в зоне разрядов.

Зависимости от времени концентраций N vC для всех уровнейvC состояния C 3  u молекулы азота, за исключением уровня vC =0, имеют монотонныйхарактер (рис. 142): концентрация молекул на уровне vC = 0 достигает максимума при t p = 10-3c, а затем начинает уменьшаться к своему стационарному значению; значения концентрациймолекул на колебательных уровнях vC  1 монотонно увеличиваются со временем до тех пор,пока не достигают своих стационарных значений. Это свидетельствует в пользу того, что для274корректного описания временной эволюции концентрации молекулы азота в электронновозбужденном состояния C 3  u необходимо использовать приближение уровневой обобщеннойкинетики.

Таким образом, эффективность влияния вторичных процессов на заселениесостояния C 3  u зависит от соотношения уровневых коэффициентов скоростей, их зависимостиот поступательной температуры Tg и уровневых сечений возбуждения триплетных состоянийA3  u , B 3  g , C 3  u , используемых в уровневой полуэмпирической СИМ, развитой вдиссертации. Расчеты показывают, что посредством возбуждения триплетных термов A3  u иB 3  g электронным ударом, процессы (18.0 и 42.0–44.0, табл. 3) косвенно влияют на кинетикузаселения и обеднения колебательных уровней vC =0–4 состояния C 3  u , колебательныхуровней молекул в состояниях X 1 g , B 3  g и A3  u . Слабо влияют на колебательную кинетикусостояния C 3  u : каскадное заселение триплетных термов A3u , B 3 g и синглетного термаa1u в процессах с участием молекул азота в состояниях C 3  u и X 1 g ; колебательнаярелаксация уровней vC =0–4 состояния C 3 u и его тушение молекулами в состоянии X 1 g ;девозбуждение состояния C 3 u при столкновениях с атомами азота в основном электронномсостоянии; каскадное заселение состояния C 3 u при радиационном распаде состояния E 3 g .Согласно расчетам, наблюдаемое отклонение значений заселенностей состояния C 3 u отзаселенностей, полученных в расчетах с использованием только процессов (10.0 и 19.0, табл.

3),не превышает 5% и не оказывает заметного влияния на ФРКУ молекулы азота состояния C 3  u .Моделированием ФРКУ молекулы азота в состоянии B3 g ( vB =0-17) установлено, что вПС ТРПТ [948, 1519, 1520] существенны объемные процессы образования и дезактивациимолекул на уровнях vB . Процессами дезактивации колебательно-возбужденных молекулN2( B3 g ) на стенке разрядной трубки можно пренебречь. Основными процессами,формирующими ФРКУ ( vB =0–17) молекулы азота в состоянии B3 g являются (нумерация изтабл. 3): - возбуждение молекул N2( B3 g ) из состояния X 1 g электронным ударом (процесс9.0,  vevB - характерное время); - процессы (18.0, 42.0–44.0); - предиссоциация состояния B 3  g(процесс 45.0,  vprB - характерное время); - заселение состояния 3 g в результате взаимноготушения молекул азота в состоянии A3  u (процесс 46.0,  vAA- характерное время); - каскадноеBзаселение состояния 3 g в результате тушения молекул в состоянии C 3 u на молекулах азота275(процесс 78.0,  vCX- характерное время); - радиационный распад состояния B3u (процесс 22.0,B Brad - характерное время).Вклады каскадного заселения колебательных уровней состояния 3 g в результатерадиационного распада состояний C 3 u , E 3 g , D3u , тушения триплетных C 3 u , B3u исинглетных a1u , a 1 g , w1u состояний в столкновениях с атомами и с молекулами азота (заисключением процесса 78.0) в основном электронном состоянии 4 S и X 1 g , соответственно,малы.

Процессы тушения уровней состояния B3 g в результате столкновений с атомами азотав основном состоянии 4 S и молекулами в состоянии A3  u слабо влияют на кинетику уровнейсостояния B3 g в ПС ТРПТ [1519, 948, 1520].Из анализа соотношения времен процессов, отвечающих за заселение и дезактивациюколебательных уровней состояния B3 g следует, что на начальных временах tp  10-9 c, длявсех рассматриваемых условий уровни vB =0–17 состояния B 3  g заселяются однократнымэлектронным ударом из основного состояния X 1 g с иерархией времен: vev   vrad , Brad , vCX , vXB , vBX , vAA , vAX , vpr . (3.1.24)BBBBBBBBПри временах tp  10-8 c в кинетике уровней vB =13, 15, 16 наряду с возбуждениемуровней электронным ударом заметный вклад начинают давать процессы предиссоциацииколебательных уровней [1519] и каскадного заселения в результате тушения состояния C 3 u встолкновениях с молекулами азота в основном состоянии - процессы (45.0 и 78.0, табл.

3),соответственно: vev13   vpr13   vCX13 , (3.1.25)BBB vev15   vpr15 , (3.1.26)BB vev16   vCX16 . (3.1.27)BBНа временах tp  10-7 c соотношения времен процессов для уровней vB =0–7 неизменяется: vev   vrad , Brad , vCX , vXB , vBX , vAA , vAX . (3.1.28)BBBBBBBРоль процессов (45.0 и 78.0, табл. 3) в заселении уровней vB  12 возрастает. На кинетикууровней vB =8–12, 14, 15, 16 начинают влиять процессы: тушение состояния B 3 g пристолкновениях с молекулами в состоянии X 1  g (процесс 44.0, табл. 3); обмен энергией между276молекулами в состояниях N2( X 1 g ) и N2( B 3  g ) (процесс 42.0, табл.

3). Последовательностьвремен для высоких уровней выглядит следующим образом: vev811   vXB811 , (3.1.29)BB vev12   vXB12   vCX12 , (3.1.30)BBB vpr13   vev13   vCX13 , (3.1.31)BBB vev14   vpr14   vCX14   vXB14   vBX14 , (3.1.32)BBBBB vev15   vpr15   vCX15   vXB15   vBX15 , (3.1.33)BBBBB vev16   vpr16   vCX16 , (3.1.34)BBB vev17   vpr17   vCX17   vXB17   vBX17 . (3.1.35)BBBBBК моменту t p  10-5 c, образуется заметное количество возбужденных частиц. Вкинетике уровней vB =0–7 наряду с возбуждением электронным ударом вклад начинаютоказывать процессы (44.0 и 42.0, табл.

3,), радиационного распада состояния B3 g ,радиационного каскадного из состояния B3u (процесс 22.0, табл. 3): vev0   vrad0   Brad , (3.1.36)BB vev1,2   vBX1,2   vrad1,2   vXB1,2 , (3.1.37)BBBB vev35,7   vXB35,7   vBX35,7   vrad35,7 , (3.1.38)BBBB vev6   vXB6   vrad6   vBX6 . (3.1.39)BBBBДля более высоких уровней vB =8–17 справедливы соотношения: vev811   vXB811   vBX811 , (3.1.40)BBB vev12   vXB12   vBX12   vCX12 , (3.1.41)BBBB vpr13   vev13   vCX13 , (3.1.42)BBB vev14   vpr14   vXB14   vBX14   vCX14 , (3.1.43)BBBBB vev15   vpr15   vXB15   vBX15   vCX15 , (3.1.44)BBBBB vpr16   vev16   vCX16 , (3.1.45)BBB vev17   vpr17   vXB17   vBX17   vCX17 .

Характеристики

Список файлов диссертации