ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Методы решения обратных задач молекулярной спектроскопии из "Атмосферная оптика Т.3 " Системы аналитических вычислений могут быть использованы для решения обратной спектроскопической задачи (ОСЗ). Так, в монографии [5] решение обратной спектроскопической задачи получено в семи различных вариантах. Рассмотрим некоторые результаты использования САВ для решения ОСЗ. [c.82] В-четвертых, в ходе итерационного процесса проводится анализ ошибок с тем, чтобы контролировать сходимость. [c.83] При наличии достаточного количества экспериментальных данных программы в сочетании с формулами САВ позволяют рассчитать ангармоничность потенциала до 12-го порядка. Нам не известны публикации, в которых была бы получена потенциальная функция в столь высоких приближениях. Время счета на БЭСМ-6 с двойной точностью не превышает 10 мин. [c.83] С помощью САВ для молекул СО, Na2, Mg2, у которых известны экспериментальные СП Ymj с высокими значениями т и /, в работе [5] получены наиболее полные данные об ангармоническом потенциале взаимодействия ядер (табл. 3.6). [c.83] что при достаточно больших смещенных частотах, когда определяющими оказываются столкновения молекул на малых расстояниях, в игру вступает множитель, подчеркивающий малую вероятность таких событий (область IV). [c.87] Развитая в [20, 21] теория дает возможности количественного описания спектрального хода коэффициента поглощения х((о) при произвольных расстройках от центра линии. [c.87] В спектроскопии наиболее детально проведены исследования особенностей поведения центральной части контура спектральной линии. На эту тему существует много книг и обзоров (например, 9, 29, 34]), где обсуждаются физические причины, которые определяют уширение и сдвиг спектральных линий, их форму. Рассмотрим последовательно основные из них. [c.87] Экспериментальные измерения формы контура линий поглощения при малых давлениях выполнены для десятков газов. Значения полуширин доплеровски уширенных линий колеблются в интервале 3- 10 ... 3 см Во всех случаях измеренная и расчетные полуширины совпадают с высокой точностью. [c.88] В общем случае 51(6) величина мнимая и дает вклад в сдвиг линии при условии, что параметры потенциала взаимодействия V различны в состояниях, между которыми происходит переход 40]. [c.89] В табл. 4.1, заимствованной из [6], приведено сравнение результатов расчета с данными эксперимента для колебательно-вращательных линий полос V2 и 2v2 — У2 аммиака. [c.91] Если релаксационный оператор Л диагонален, то х(о)) сводится к простой суперпозиции х/(о)) соответствующих отдельным линиям поглощения, каждая из которых уширяется независимо от остальных. Наличие отличных от нуля недиагональных матричных элементов у релаксационного оператора Л обусловливает перекрывание соответствующих линий, обусловленное столкновениями и приводит к некоторым аномалиям в трансформации спектра давлением [8, 32]. Например, с ростом давления перекрывающиеся линии начинают сближаться со скоростью, пропорциональной квадрату давления, затем сливаются в центре тяжести спектра, образуя однородно уширенную линию. [c.92] Экспериментально аномалии в уширении перекрывающихся спектральных линий наблюдались, например, в инверсионном и вращательном [38, 39] спектрах аммиака, в микроволновом спектре кислорода [33]. [c.92] Эффект влияния спектрального обмена при трансформации контуров перекрывающихся линий атмосферных газов давлением в настоящее время находится в начальной стадии исследований. В этом случае, как и в случае анализа сдвига центров линий давлением существенную роль в развитии теории смогло бы сыграть накопление высокоточной информации по трансформации контуров колебательно-вращательных линий давлением в различных бинарных смесях и диапазоне вариации давлений типичном для атмосферы. [c.93] При выводе (4.19) предполагается отсутствие каких-либо изменений скорости при столкновениях. Учет изменения скорости при столкновениях приводит к сужению линии и возрастанию ее интенсивности в центре, причем при определенных условиях ширина линии может оказаться меньше доплеровской. Впервые эффект столкновительного сужения доплеровского контура линии был предсказан Дике [35] и наблюдался [36] в спектре линейного поглощения паров Н2О. В [31] выполнены оценки влияния эффекта Дике на величину молекулярного поглощения в атмосфере при распространении излучения СОз-лазера по наклонным трассам. Если для излучения с =10,6 мкм пренебречь сужением из-за столкновений, то на трассах длиной 10 км при зенитном угле 85° появляется 20 7о-ная ошибка в прогнозировании ослабления излучения в атмосфере. [c.94] Помимо эффекта Дике существуют более тонкие эффекты, влияющие на форму контура спектральной линии, такие как рассмотренный выше эффект интерференции перекрывающихся спектральных линий и эффект анизотропии столкновений молекул. Остановимся кратко на последнем. При расчете формы столкновительного контура спектральной линии возмущение поглощающей молекулы частицами буферного газа считается изотропным. Строго говоря, это приближение справедливо лишь для покоящихся молекул. Переход в систему координат движущейся поглощающей молекулы приводит к появлению ветра молекул и анизотропии межмолекулярных столкновений, что обусловливает зависимость коэффициента уширения от скорости движения молекул 27]. Теоретический анализ [27] показал, что изменения контура, вызванные этим эффектом, заметны лишь при выполнении условия та тъу где гпа, ть — масса поглощающих и возмущающих молекул соответственно. В атмосфере, где выполняется условие та ть 2, этот эффект можно не учитывать. [c.94] Теория крыльев спектральных линий [20, 21] позволяет радикально упростить задачу и продвинуться по пути улучшения количественного согласия между теорией и экспериментом. Это удается сделать благодаря последовательному использованию разделения переменных, связанных с внутренними движениями в молекулах и движением центров масс, а также применению асимптотических методов в области больших смещенных частот. Применение метода полуклассического представления [15] приводит к появлению в выражении для х(о)) гиббсовского распределения с так называемым классическим потенциалом межмолекулярного взаимодействия (ММВ) в усреднении по траекториям. [c.95] Значения параметров, входящих в (4.29), находятся из сравнения рассчитанных и экспериментальных коэффициентов поглощения. При этом желательно иметь экспериментальные данные для такого интервала смещенных частот, где у эксп ( ) определяется в основном вкладом одной спектральной линии. [c.98] В резонансном световом поле с интенсивностью 1 сНу Ап(Р Х ХГ1) где V однородная полуширина линии поглощения, а Т — время релаксации заселенностей, реализуется эффект насыщения поглощения и динамический эффект Штарка (полевое расщепление уровней) [7]. В случае распространения МЛИ в условиях резонансного самовоздействия необходимо в первую очередь учитывать эффект насыщения. Обнаружить штарковское расщепление уровней можно лишь в процессе поглощения слабого пробного поля или по исследованию спектра флуоресценции квантовой системы. [c.102] При рассмотрении случая стационарного насыщения невырожденного КВ-перехода в молекулярной среде необходимо учитывать наличие двух каналов релаксации заселенности уровней — колебательного и вращательного. При этом задача выходит за рамки двухуровневой схемы и насыщение перестает описываться единственным параметром / . [c.102] Ту — время вращательной и колебательной релаксации соответственно. [c.102] Вернуться к основной статье