Диссертация (1097947), страница 62

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

Текст из файла (страница 62)

Времена жизни  e электронно - возбужденных состояний e молекулыводорода.Электронноесостояние, eКолебательноечисло, veВращательноечисло, J GK 1g01345671-40-50-51-21-31-41B1u3-7708-11( B u1 X 1g )(56-76)  10-9 [1607, 1612, 1615](24-40)  10-9 [1607, 1608, 1612](25-46)  10-9 [1607, 1608, 1612](40-56)  10-9 [1607, 1612]33  10-9 [1612](52-64)  10-9 [1607]38  10-9 [1570, 1572, 1573](0.80.2)  10-9 [302]0.81  10-9 [302]0.53  10-9 [302]1.0  10-9 [302]I 1 g011-41,421  10-9 [1607, 1615, 1612]21  10-9 [1612]I 1 g221-3148  10-9 [1607, 1608]15  10-9 [1570, 1572, 1573]331138  10-9 [1570, 1572, 1573]16  10-9 [1570, 1572, 1573]123456(366)  10-9 [308, 330](346)  10-9 [308, 330](856)  10-9 [308, 330](746)  10-9 [308, 330]120  10-9 [308, 330](10030)  10-9 [308, 330]I 1 gI 1 gI1gC1 u(CВремя жизни, e , сек.u  X 1g )1EF 1 g0.83  10-9 [302](0.60.2)  10-9 [302]0.88  10-9 [302]00-30-26922261,20,11-31-3100  10-9 [1606, 1611]130  10-9 [1606]66  10-9 [1612]35-44  10-9 [1612]Дискретный спектр испускания атома и молекулы водорода наблюдается в широкомспектральном диапазоне от 50 нм до 2870 нм [1568, 1576]: в межзвездном газе [276, 283, 1604];в газовых разрядах в водороде [133, 141, 275, 307, 308, 317, 319, 330, 334, 408, 437, 479, 481,486, 495, 502, 508, 509, 517, 518, 523, 1374, 1540, 1546–1551, 1553, 1554–1556, 1577, 1578, 1580,1581, 1583–1587, 1589, 1590, 1595, 1596, 1598, 1599, 1601–1603, 1605, 1606–1625], вводородосодержащих смесях (например, в [104]) и в водяном паре [275, 276, 283, 307, 308, 330,334]; в разрядных камерах с металлическими электродами, которые поглощают водород [275], в327процессефотодиссоциации[1626–1630]ит.д.Вдиссертации,дляидентификацииспектрального состава излучения применяется метод сравнения спектров.

Создана база данныхэмиссионных спектров атомно-молекулярной НТП. В неё включены спектры испусканиямолекулы (таблица 14) и атома (глава 2) водорода, приведенные в [104, 308, 330, 1540, 1576,1624, 1603].Обзор данных по измерениям и расчетам факторов Франка - Кондона, центроид,моментов электронных и вероятностей излучательных переходов систем молекулы водородаH 2  B1u  X 1g  ,H 2  EF 1g  C1u  ,H 2  B1u  EF 1g  ,H 2  C1u  X 1g  ,H 2  d 3u  a 3g  ,H 2  D1u  X 1g  ,H 2  B1u  X 1g  ,H 2  EF 1g  B1u  ,H 2  GK 1g  B1u  , H 2  I 1 g  B1u  , H 2  h3g  c3u  и H 2  k 3u  a 3g  , времени жизнисостояний молекулы водорода приведены в [302, 306, 308, 330, 1572 – 1574, 1607, 1608, 1612,1615] (таблице 15).

В оригинальных работах [1577, 1610, 1616, 1619–1622, 1631] приведенырезультаты систематических исследований излучательных характеристик триплетных e3u( ve =1 – 3), d 3 u ( vd =0, 2, 3), d 3 u ( vd =0 и 2), k 3 u ( vk =0 и 1), i 3 g , j 3 g и синглетныхD1 u ( vD =0 и 1), J 1 g , I 1  g , GK 1 g состояний молекулы водорода для полученияизлучательныххарактеристик,необходимыхдлядиагностикиводороднойНТПсиспользованием СИМ [1584, 1589].

Подробные данные о значениях факторов Франка-Кондонадля молекулярного водорода, полученных в результате расчетов, приведены в [1574]. Онииспользуются в уровневой полуэмпирической СИМ атомно-молекулярной водородной НТП дляопределения уровневых сечений и коэффициентов скоростей возбуждения электронныхтриплетных и синглетных состояний электронным ударом.4.2.2.

Исследования спектрального состава излучения, определение поступательнойтемпературы, ФРВУ и ФРКУ молекулы водорода в электронно-возбужденном состоянииd 3 u в плазме, созданной дипольным источником в водороде при низких давленияхИсследования спектрального состава излучения, ФРКУ и ФРВУ молекулы водорода вэлектронно - возбужденных состояниях позволяют определить компонентный состав,поступательную температуру и функцию распределения по нижним колебательным уровняммолекулы водорода в основном электронном состоянии X 1 g в водородной НТП.

Развитиюметодов ЭС для диагностики поступательной температуры в водородной НТП при низких328давлениях ( cf , cr << Arad ) посвящены [73, 133, 141, 307, 308, 317, 319, 330–332, 486, 1374, 1540,1549, 1550, 1552–1556, 1574, 1577–1603, 1610, 1616, 1617, 1620–1622, 1624, 1632–1639].Рис.189. ФРКУ молекулы водорода в возбужденном состоянии d 3 u в ЭЦР разряде,измеренные методом эмиссионной спектроскопии (метод амплитуд) [1617]: 1 - давление 0.135тор (10% H2 и 90% He) и температура электронов Te = 2.8 эВ; 1 - давление 0.75 тор (90% H2 и10% He) и Te = 2.6 эВ.Немногочисленные данные о ФРКУ молекулы водорода в электронном состоянии d 3 uсвидетельствуют в том, что она отличается от распределения Больцмана (рис.

189). Для ФРВУмолекулы водорода в состоянии d 3 u отличие особенно выражено для высоких квантовыхвращательныхчисел.ЗначенияTg ,измереннойметодамилазерно-индуцированнойфлуоресценции и эмиссионной спектроскопии в различных газовых разрядах, лежат вдиапазоне от 315 К до 2800 К. Значения колебательной температуры основного состояниямолекулыводородаTv  X 1g  =6000–12000К,полученныекосвеннымиметодамисиспользованием ЭС являются завышенными по сравнению с теми, что измерены прямымиметодами - методами лазерной спектроскопии в различных газовых разрядах. Исключениемявляются работы [1550, 1552], в которых приведенные значения Tv  X 1g  согласуется срезультатами измерений методами лазерной спектроскопии.

Таким образом, несмотря набольшое количество экспериментальных работ, исследования компонентного состава ифункций распределения частиц (атомов, молекул и их ионов) по квантовым состояниям вводородной НТП далеки от завершения.329В данном подпараграфе приведены результаты исследований ФРВУ ( J  =1–5) и ФРКУ( vd =0–2) уровням молекулы водорода в возбужденном состоянии d 3 u в ЭЦР разряде вводороде: определены спектральный состав излучения, величины колебательной температурыTv  X 1g основного электронного состоянияX 1 gмолекулы водорода, вращательнойTrot  d 3u  и поступательной Tg температур.Рис.190. Схема экспериментальной установки для спектральных исследований ЭЦРразряда при низких давлениях в водороде: 1 – цилиндрическая разрядная камера изнержавеющей стали; 2 – съемный стеклянный (Пирекс) цилиндр, изолирующий металлическуюповерхность камеры от плазмы; 3 – ЭЦР плазма (область II); 4 – диффузионная область разряда(область I); 5 – напуск молекулярного водорода; 6 – откачка газа; 7 – дипольный источникплазмы; 8 – подвод СВЧ мощности (2.45 ГГц); 9 – охлаждение источника плазмы (парыжидкого азота или водяное охлаждение); 10 – кварцевые линзы и окна; 11 – оптоволокно; 12 –спектрометр (Horiba Jobin-Yvon HR1000).Рис.191.

Дипольный источник плазмы: 1 – герметизированный магнит; 2 - коаксиальнаялиния; 3 - охлаждение (пары жидкого азота или водяное охлаждение).330Рис.192. Фотография свечения плазмыЭЦР разряда в водороде (область - II): p=0.01Тор и подводимая СВЧ мощность 190 Вт.Экспериментальные исследования ФРВУ и ФРКУ молекулы водорода в электронновозбужденном состоянии d 3 u методом ЭС водородной НТП, возбуждаемой в условияхэлектронного циклотронного резонанса, выполнены совместно с французскими коллегами наустановке (рис. 190–192) лаборатории Субатомной физики и космологии Гренобля (LPSC),Центра исследования плазмы, материалов и наноструктур (CRPMN), университета им.

Ж.Фурье (г. Гренобль, Франция). Французскими коллегами измерены параметры и спектрыиспускания разряда. Обработка спектров испускания выполнена автором диссертации.Экспериментальнаяустановка(рис.190)состоит:изгазоразряднойкамеры;газовакуумной системы, обеспечивающей проток молекулярного водорода при низкихдавлениях; устройства ввода СВЧ излучения в камеру; оптической системы для спектральнойдиагностики НТП.

Газоразрядная камера представляет собой металлический цилиндрдиаметром 100 мм из нержавеющей стали объемом 0.02 м3. Стенки из нержавеющей стали вэксперименте изолируются стеклянным цилиндром (материал Пирекс). Рабочее давлениеизменяется в диапазоне от 0.001 Тор до 0.01 Тор. Электромагнитная волна, мощностью от 200до 1200 Вт, на частоте 2.45 ГГц, в режиме непрерывной генерации делится на четыре части,каждая из которых подводится к дипольному источнику плазмы.

Дипольный источник плазмы(рис. 191 и 192), возбуждаемой в условиях ЭЦР, состоит из коаксиального волноводногоперехода и постоянного магнита и описан в [1537–1539, 1541]. В камере, вблизи источника,создается область НТП, в которой поглощается подводимая энергия СВЧ излучения в условияхЭЦР (рис. 192).

Характеристики

Список файлов диссертации