Автореферат (1150794)

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

Текст из файла

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТНа правах рукописиОпарин Даниил ВладимировичСПЕКТРОСКОПИЧЕСКИЕ ПРОЯВЛЕНИЯ ДИНАМИКИ МОЛЕКУЛЯРНЫХСТОЛКНОВЕНИЙ В СИСТЕМАХ ЛИНЕЙНАЯ МОЛЕКУЛА – АТОМСпециальность 01.04.05 – ОптикаАвторефератдиссертации на соискание ученой степеникандидата физико-математических наукСанкт-Петербург – 2017Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательномучреждении высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет"Научный руководитель:Филиппов Николай Николаевичдоктор физико-математических наук, профессор физическогофакультета СПбГУОфициальныеоппонентыМирошниченко Георгий Петровичдоктор физико-математических наук, профессор СанктПетербургскогонациональногоисследовательскогоуниверситета информационных технологий, механики и оптикиЯстребов Сергей Гурьевичдоктор физико-математических наук, ведущий научныйсотрудник федерального государственного бюджетногоучреждения науки Физико-технический институтим.

А.Ф.Иоффе РАНВедущая организацияФедеральное государственное бюджетное учреждение наукиИнститут физики атмосферы им. А.М.Обухова РАНЗащита состоится 28 сентября 2017 г. в 13 часов на заседании диссертационного советаД 212.232.45 по защите докторских и кандидатских диссертаций при Санкт-Петербургскомгосударственном университете по адресу: 198504, Санкт-Петербург, Петродворец,Ульяновская ул. 1, Малый конференц-зал физического факультета.С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке им. М.

Горького СПбГУ по адресу:199034, Санкт-Петербург, Университетская наб., д. 7/9.Диссертация и автореферат размещены на сайте www.spbu.ruАвтореферат разослан «____» ___________ 2017 года.Ученый секретарьдиссертационного советаД 212.232.45, доктор физикоматематических наукСухомлинов В.

С.2Общая характеристика работыАктуальность исследованияИнфракрасные спектры поглощения, обусловленные колебательным и вращательнымдвижением молекул, являются важными источниками информации не только о строениимолекул и об особенностях внутримолекулярного движения, но также и о характеристикахмежмолекулярных взаимодействий. Межмолекулярные взаимодействия определяют формуконтура разрешенных колебательно-вращательных полос, форму и интенсивность полосиндуцированного поглощения. Разработка моделей, описывающих спектральные проявлениястолкновительных возмущений вращательного и колебательного движения молекул,направлена на решение двух актуальных задач. К первому классу задач относятся задачирасчета свойств прозрачности оптических сред в зависимости от их состава и физическиххарактеристик (температура, давление…).

В частности, обширный круг задач физикиатмосферы. Второе направление – это использование спектроскопических данных дляверификации рассчитанных потенциалов межмолекулярного взаимодействия, для анализадинамики 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 комбинационного рассеяния.Во-вторых, механические возмущения – это силы и моменты сил, которые появляются привзаимодействии молекул.

Эти возмущения спектроскопически проявляют себя в эффектесужения доплеровского контура линий (эффект Дике), в столкновительном уширении линий,в эффектах спектрального обмена (line mixing), в форме крыльев разрешенных полоспоглощения и комбинационного рассеяния [1].В большинстве случаев, в спектре проявляется лишь интегральный результат действиявозмущения (эффект Дике, столкновительное уширение линий, эффект интерференциилиний), но есть немногочисленные спектроскопические эффекты, в которых проявляетсядинамика возмущений, конечная длительность столкновений.

Во-первых, этоиндуцированные спектры. Поскольку форма индуцированных полос есть Фурье-образкорреляционной функции индуцированного дипольного момента, вся динамикаэлектрооптических возмущений в процессе бинарного столкновения сосредоточена в формеконтура. Во-вторых, динамика столкновений проявляется в форме далеких крыльевразрешенных полос, пропорциональных спектральной плотности момента сил, действующихна молекулу в процессе бинарного столкновения [2], [3].Крылья разрешенных полос и полосы индуцированного поглощения являются однимииз основных составляющих континуального поглощения атмосферных сред.

Развитиеметодов неэмпирического расчета этих составляющих, включая оценки роли стабильных иметастабильных молекулярных кластеров, находится в числе наиболее актуальных задачоптики атмосферы.Цель работыРазработать неэмпирический метод расчета влияния динамики электрооптическихвозмущений на форму полос индуцированного поглощения для системы линейная молекула3– атом, позволяющий выделить вклады метастабильных и стабильных димеров. Оценить рольдимеров в формировании контуров индуцированных полос.Разработать неэмпирический метод расчета влияния динамики механическихвозмущений на далекие крылья разрешенных полос в системах линейная молекула – атом,позволяющий выделить вклады метастабильных димеров.

Оценит роль метастабильныхдимеров и индуцированного поглощения в формировании крыльев разрешенных полос.Задачи исследованияВ соответствии с указанной целью поставлены следующие задачи.1. С привлечением метода классических траекторий разработать методику расчетаспектров столкновительных возмущений, позволяющую выделять вклады от связанныхсостояний взаимодействующих частиц.2. Провести расчет спектральной функции вращательно-трансляционной полосыиндуцированного поглощения для смесей с благородными газами.

Оценить рольстабильных и метастабильных димеров в формировании контура полосы.3. Провести расчет спектральной плотности момента сил и крыльев полос и всмесях с благородными газами. Оценить роль метастабильных димеров ииндуцированного поглощения в формировании контура крыльев разрешенных полос.Научная новизнаРазвитый метод позволяет проводить неэмпирические расчеты формыиндуцированных полос и крыльев разрешенных полос, выделяя вклады стабильных иметастабильных димеров.

Аналогичные вычислительные методы в литературе отсутствуют.Научная значимостьПроведенные расчеты показывают важность учета стабильных и метастабильныхдимеров при расчете спектров, формируемых за счет взаимодействия частиц. Выполненнаяработа является существенным вкладом в понимание процессов формированияконтинуального поглощения в газовых средах.На защиту выносятся следующие положения Разработанный метод расчета формы полос индуцированного поглощения и крыльевразрешенных полос, который позволяет выделить вклады в поглощение от стабильныхи метастабильных димеров. Квазисвязанные и связанные состояния оказывают большое влияние наформирование контура вращательно-трансляционных индуцированных спектров вмикроволновой области. Траектории с образованием метастабильных димеров оказывают существенноевлияние на интенсивность ближних крыльев разрешенных полос, однако при большихсмещениях от центра полосы их вклад становится несущественным. Вклад индуцированного поглощения в интенсивность крыла разрешенной полосы вряде случаев является существенным (до 20% в системе − ) и долженучитываться в расчетах Поглощения в крыле полосы обладает высокой чувствительностью к потенциалу,особенно к его ветви отталкивания.

Это обстоятельство может быть использовано дляверификации рассчитанных потенциальных поверхностей.4Достоверность результатовДостоверность полученных в работе результатов обеспечивается использованиемпроверенного математического аппарата, согласованностью результатов расчетов сизвестными экспериментальными данными. О достоверности и научной значимостирезультатов свидетельствуют также публикации в ведущих рецензируемых журналах,доклады на международных конференциях.Практическая ценность/значимостьЗаключается в фундаментальном характере исследованных явлений и установленныхзакономерностей. Развитые методы могут быть также использованы непосредственно врасчетах оптических свойств атмосфер планет, при интерпретации данных оптическогогазоанализа, при решении ряда других прикладных задач.Личный вклад автораВсе результаты, представленные в диссертационной работе, получены принепосредственном участии автора.

Автором были разработаны алгоритмы и программы длярасчёта вклада в контур полосы индуцированного спектра от стабильных, метастабильныхдимеров и пролетных траекторий, программы расчета спектральной функции момента сил иформы далеких крыльев разрешенных полос. Произведены необходимые расчеты, обработкаи интерпретация полученных результатов.Публикации и апробация работыРезультаты работы докладывались на XVII международном симпозиуме помолекулярной спектроскопии высокого разрешения (Зеленогорск, 2012), на 23-еймеждународной конференции по молекулярной спектроскопии высокого разрешения(Болонья, 2014), на XVIII международном симпозиуме и школе молодых учёных помолекулярной спектроскопии высокого разрешения (Томск, 2015).По основным результатам работы было сделано 6 публикаций [A1-A6], из них двестатьи в рецензируемых журналах [A1-A2] и четыре в сборниках тезисов международныхконференций [A3-A6]:A1.

Asfin R.E., Buldyreva J.V., Sinyakova T.N., Oparin D.V., Filippov N.N. Communication:Evidence of stable van der Waals CO2 clusters relevant to Venus atmosphere conditions // J.Chem. Phys., Vol. 142, No. 5, 2015, pp. 051101(1-4).A2. Oparin D.V., Filippov N.N., Grigoriev I.M., Kouzov A.P. Effect of stable and metastable dimerson collision-induced rototranslational spectra: carbon dioxide – rare gas mixtures // J.

Quant.Spectr. Radiat. Transf., Vol. 196, 2017, pp. 87-93.A3. Oparin D.V., Filippov N.N. Collision-Induced Spectra of CO2 - Ar Gas Mixtures. The Role ofStable and Metastable Dimers in the Bandshape Formation // The XVII Symposium on HighResolution Molecular Spectroscopy. July 02 - 07 2012. Zelenogorsk, St. Petersburg region.Russia. Book of Abstracts 46.A4. Oparin D.V., Filippov N.N. Metastable dimer properties and CO2-Rg collision induced spectra// The 23rd International Conference on High Resolution Molecular Spectroscopy.September 02 - 06 2014.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов диссертации