ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Общая характеристика спектров поглощения атмосферных газов в оптическом диапазоне из "Атмосферная оптика Т.3 " Равновесные положения ядер в молекуле воды образуют равнобедренный треугольник, в вершине которого находится атом кислорода. Электронные переходы в молекуле Н2О приходятся на область с длинами волн меньше 186 нм. [c.12] Моменты инерции молекулы относительно трех главных осей вращения сильно различаются, обусловливая тем самым хаотичность и сложность структуры вращательного и колебательно-вращательного спектров. [c.12] Кроме трех основных колебательно-вращательных полос, в колебательно-вращательном спектре Н2О имеется много полос обертонов, составных частот, горячих полос [5, 6 . [c.12] Колебательно-вращательный спектр водяного пара занимает всю видимую область, близкую и среднюю инфракрасную области примерно до частот 1000 м при этом в видимой области находятся весьма слабые полосы поглощения составных частот, в близкой инфракрасной более сильные полосы обертонов и составных частот. Наиболее интенсивной и широкой полосой поглощения является основная полоса V2, центр которой располагается около длины волны 6,25 мкм. В вертикальном столбе атмосферы при средней влажности эта полоса полностью поглощает излучение Солнца в диапазоне длин волн 5,5... 7,5 мкм. Центр следующей по интенсивности полосы vз располагается около длины волны 2,66 мкм. Полосы VI (центр около 2,74 мкм) и 2v2 (центр около 3,17 мкм) вместе с полосой vз обусловливает полное поглощение солнечного излучения в вертикальном столбе атмосферы на средних широтах и в спектральном районе 2,6... 3,3 мкм. Другие колебательно-вращательные полосы водяного пара, группируясь, образуют в спектре полосы поглощения с центрами около длин волн 1,87 1,38 1,1 0,94 0,81 мкм и серию слабых полос в видимой области спектра. [c.12] Большие значения дипольных моментов у молекулы Н2О и ее изотопов являются причиной интенсивного вращательного спектра, занимающего весьма широкую спектральную область примерно от длин волн 8 мкм до нескольких сантиметров. Начиная от длин волн свыше 20 мкм чисто вращательный спектр поглощения водяного пара обусловливает полное поглощение солнечного излучения вертикальным столбом атмосферы. [c.12] Линейная симметричная молекула СО2 имеет четыре основные частоты колебания [12]. Вследствие симметрии молекулы при основном колебании VI дипольный момент молекулы не изменяется, поэтому эта частота оптически неактивна и в спектре поглощения не проявляется. [c.13] Основная колебательно-вращательная полоса У2 с центром около 15 мкм вместе с 14 горячими полосами занимает довольно широкий интервал спектра, примерно 12... 20 мкм. В центральной части этой полосы (13,5... 16,5 мкм) вертикальный столб атмосферы полностью поглощает солнечное излучение. Вся эта совокупность полос в литературе часто называется полосой 15 мкм, подробные сведения о каждой из них можно найти в [5]. Эта область спектра весьма богата линиями поглощения. Например, Дрейсон [12] при расчетах коэффициентов поглощения в районе полосы 15 мкм учитывал около 2000 линий. [c.13] С помощью высокочувствительных лазерных спектрометров 7] изучены ферми-резонансные триады СО2. 20°3, 12°3, 04°3 и 2РЗ, 13 3, 05 3, определены соответствующие спектроскопические постоянные. [c.13] Электронные переходы в молекуле озона создают полосы Хартли и Хюггенса, расположенные в ультрафиолетовой области спектра (длины волн короче 340 нм) и полосы Шаппюи в районе 450... 740 нм. Максимальное значение коэффициентов поглощения в полосах Шаппюи обусловливает ослабление солнечной радиации на 7 % при атмосферной массе, равной 2. [c.14] Все три основные колебательно-вращательные полосы молекулы Оз активны в поглощении и расположены в инфракрасной области спектра. Полоса VI перекрывается с полосой vз, чем вызывается сильное взаимодействие между соответствующими уровнями энергии. По интенсивности полоса VI значительно слабее полосы vз. Полоса V2 перекрывается с центральной частью сильной полосы поглощения СО2 с центром около 15 мкм. [c.14] Обертоны и составные частоты колебаний создают совокупности колебательно-вращательных полос, которые, группируясь, образуют сложные полосы поглощения с центрами около 5,75 4,75 3,95 3,36 2,7 мкм. Ширина каждой из этих полос равна примерно 0,1 мкм. Наиболее интенсивной из них является полоса 4,75 мкм. [c.14] При рассмотрении вопроса о поглощении солнечной радиации атмосферным озоном принимается во внимание только поглощение полосы 9,6 мкм, расположенной в центре длинноволнового окна прозрачности атмосферы 8... 13 мкм. Ее центральная часть шириной около 1 мкм в вертикальном столбе атмосферы поглощает примерно половину солнечного излучения. При количественной оценке поглощения лазерного излучения в атмосфере может оказаться необходимым учет поглощения любой из полос Оз, так как все полосы поглощения чрезвычайно богаты линиями. [c.14] Интенсивный чисто вращательный спектр поглощения Оз расположен в микроволновой области спектра. [c.14] Кислород присутствует в атмосфере в молекулярном и атомарном состояниях. Атомарный кислород образуется в результате диссоциации молекул О2 под действием ультрафиолетовой радиации Солнца. Возникающие при этой диссоциации атомы кислорода, в частности, идут на образование молекул озона. [c.14] Атомарный кислород в видимой и инфракрасной областях не имеет разрешенных электронных переходов дипольного излучения. Ряд запрещенных переходов дает одиночную линию с длиной волны 5557,1 нм и мультиплет в районе 630... 636,4 нм с довольно малыми интенсивностями. [c.14] Интенсивность всех полос поглощения О2 и [02]2 в видимой и ближней инфракрасных областях невелика. Тем не менее, если какой-либо из их участков совпадает с линиями лазерного излучения, может потребоваться учет этого поглощения. [c.15] Молекула двуокиси азота NO2 относится к молекулам типа слегка асимметричного волчка (параметр асимметрии х = 0,9938). Суммарный спин электронов в этой молекуле отличен от нуля, и в результате спин-вращательного взаимодействия каждый вращательный уровень молекулы расщеплен на два, что существенно усложняет картину спектра. [c.15] Расстояние между атомами N и О равно 0,119464=Ь0,000015 нм, угол при вершине треугольника ONO составляет 133,888+0,002° 14]. Молекула обладает постоянным дипольным моментом, величина которого, по оценкам различных авторов, находится в пределах 0,3... 0,79 Д, куда входит и его значение 0,316=Ь0,01 Д, определенное из эксперимента [5]. В табл. 1.2 приведены расчетные и экспериментальные значения центров основных колебательно-вращательных полос поглощения трех изотопов NO2. [c.15] В работе [14] даны значения вращательных постоянных и положения центров 22 полос обертонов и составных частот указанных в табл. 1.2 изотопов молекулы NO2, расположенных в интервале длин волн 1,6... 6,7 мкм. [c.15] Электронный спектр поглощения молекулы N02 расположен в ультрафиолетовой, чисто вращательный — в далекой инфракрасной области. [c.15] Вернуться к основной статье