Колебательно-вращательные переходы

Активная среда НР. Условия возбуждения возбуждение колебательных уровней в химических реакциях оптическая накачка для возбуждения колебательно-вращательных переходов [c.909]

Рис. 34.8. Схема части лазерных переходов на молекулах СО, показывающая электронные переходы в полосе Ангстрема и колебательно-вращательные переходы в основном состоянии молекулы СО X 2+ [7]

Рве. 1, Огибающие интенсивностей колебательно-вращательных переходов основных полос для изотопов СО2- [c.442]

Молекулярные лазеры (на колебательно-вращательных переходах) [c.116]

Одним из перспективных с точки зрения практического использования является газовый лазер на молекуле оксида углерода (угарного газа). Как и СОг-лазер, лазер на СО работает на колебательно-вращательных переходах в основном электронном состоянии. Несмотря на то что в этих лазерах используются практически одинаковые способы колебательного возбуждения молекул, механиз- [c.150]

Другим примером газового лазера на колебательно-вращательных переходах, который мы кратко рассмотрим, является СО-лазер. Этот лазер привлек значительный интерес в связи с тем, что он генерирует на более короткой, чем С02-лазер, длине волны (А, 5 мкм), а также имеет высокий КПД и высокую выходную мощность. Экспериментально достигнутые [20] выходные мощности таких лазеров превышают 100 кВт, а КПД — 60 % Однако, чтобы осуществить лазер с такими параметрами, газовую смесь приходится охлаждать до низких температур (77—100 К). В генерацию лазера при А, 5 мкм дают вклад несколько вращательно-колебательных переходов [например, при температуре Т = 77 К, начиная с переходов о (П) - v(lO) и кончая переходами у (7)- -о(6)] сильно возбужденной молекулы СО. [c.377]

ЛИШЬ незначительную часть действующих в настоящее время лазеров. Для иллюстрации этого на рис. 6.57 приведены диапазоны длин волн, перекрываемые существующими лазерами. На этом же рисунке показаны области спектра, генерацию в которых потенциально можно будет получить на следующих трех типах лазерных переходов в газах 1) на переходах между электронными состояниями, 2) на колебательно-вращательных переходах и 3) на вращательных переходах. Однако следует [c.437]

Резонансная двухфотонная спектроскопия колебательно-вращательных переходов молекул [c.20]

Одним из типов резонансных взаимодействий излучения и среды являются нелинейные многофотонные процессы. Наибольшим сечением обладает эффект двухфотонного поглощения на колебательно-вращательных переходах молекул. Так, оценка вероятности двухфотонного поглощения излучения С02-лазера в полосе 010 водяного пара имеет вид [15] [c.20]

Нагрев среды и образование высокотемпературного парогазового ореола в окрестности частицы также способствует процессу развития электронной лавины за счет уменьшения потерь электронов на диссоциативное прилипание к молекулам воздуха и затрат энергии на столкновительное возбуждение низкорасположенных уровней колебательно-вращательных переходов молекул. [c.154]

Пороговая интенсивность каскадной ионизации воздуха также достаточно высока и примерно на 1—2 порядка величины превышает соответствующее значение в атомных парах. Это обусловлено наличием в молекулярных газах атмосферы (N2, СО2, О2) низкорасположенных полос колебательно-вращательных переходов, [c.161]

Колебательно-вращательные переходы [c.52]

Для колебательно-вращательных переходов, принадлежащих одному и тому же электронному состоянию (рис. 1.22) и образую- [c.52]

Для электронно-колебательно-вращательных спектров матричные элементы электрических дипольных моментов переходов будут отличны от нуля для полярных ц неполярных молекул (в отличие от вращательных и колебательно-вращательных переходов) при следующих условиях [c.53]

Для колебательно-вращательных переходов [c.54]

Рис. 1.28. а —Схема вращательных и колебательно-вращательных переходов при комбинационном рассеянии б — Вращательный и колебательно-вращательный КР-спектры [c.69]

Такие спектры, в которых проявляется колебательная и вращательная структура, называются электронно-колебательно-вращательными, или полосатыми спектрами. Если же вещество находится в конденсированной фазе, вращательная структура размывается и спектры упрощаются как в случае колебательно-вращательных переходов (см. рис. 1.24). [c.71]

Рис. 4. Полоса 73 СН4 отвечающая колебательно-вращательным переходам о уровней с / > 4 (рассчитана при = 18.5 см 1, 7 =110°К), синтезированный контур 2) Ьд = 20 см 1), экспериментальный контур (3), Г = 110° К II рассчитанный спектр газа (4) (6 = 8.5 см-1, Г = 110° К).

Рио. 5. Полоса СВ4 /), отвечающая колебательно-вращательным переходам с уровней с / > 8 (рассчитана нри Ъ = = 18.5 см-1, Г = 110°К), синтезированный контур (2), Ъд — = 12 см 1 и экспериментальный контур г = 110° к (3). [c.226]

Энергия кванта колебательно-вращательного перехода Ец - - hv,, + h [F Ji) - F (JJ], [c.118]

Условия инверсии выполняются для большого числа колебательно-вращательных переходов Р- и / -ветвей полос (00°1)-> (10°0) и (00°1)-> (02°0). Генерация получена на 103 линиях этих полос, расположенных в области от 9 до 18 мкм с интервалами между линиями 1...2 см . Максимальные значения / для Р- и / -ветвей достигают значения 48...52 при Т 400 К- Спектрограмма генера- [c.123]

Перестройка внутри заданной линии флуоресценции. При лазерном переходе со строго заданной средней частотой можно при помощи избирательного по частотам элемента в резонаторе менять длину волны внутри ширины линии флуоресценции. Особенно большими относительными ширинами А/// обладают линии, соответствующие электронным переходам в молекулах органических красителей (А/// с< 0,3) и колебательно-вращательным переходам в молекулах газов при высоком давлении (А/// с< 0,2), При помощи лазера на красителе с четырьмя сменными активными веществами можно, например, производить непрерывную перестройку частот во всей области длин волн видимого света. С лазером высокого давления на СОг возможна перестройка порядка 10% на длине волны X— 10,6 мкм. [c.38]

Для полных типов симметрии групп полной симметрии также имеется правило отбора (см. стр. 223), заключающееся в том, что произведение полных типов симметрии верхнего и нижнего состояний должно иметь тип симметрии произведения Т В трансляции и вращения. Это правило справедливо только для электрического дипольного излучения. В табл. 15 приводятся типы симметрии произведения Т В для всех точечных групп асимметричного волчка и определенные из них разрешенные электронно-колебательно-вращательные переходы. Можно отметить, что если опустить индексы g vi и для точечных групп С,, штрихи для точечной группы s и индексы [c.246]

Следовательно, приведенные в табл. 15 правила отбора, согласно которым могут происходить только электронно-колебательно-вращательные переходы типа Ах— ж Вх — В , означают, что возможны лишь переходы ++<-- [c.247]

В атлас включены 12 колебательно-вращательных полос поглощения молекулы озона, из которых 10 относятся к основной изотопической модификации молекулы Юз. Табулирование проведено для колебательно-вращательных переходов до / = 60 с учетом интенсивностей линий, превышающих значение 3,5 10" мол Х Хсм"2. Точность определения центров линий составила 0,01 см (в полосах VI, vз Oз) и 1 см (в полосе V2 + vз — V2). Для ряда линий горячих полос точность определения центров не оценена вообще. Интенсивности линий рассчитаны по модели жесткого волчка, так как отсутствие экспериментальных данных не позволило определить значение / -фактора. [c.202]

Количественная информация по спектрам поглощения малых примесей атмосферы (13 газов) содержится на магнитной ленте атласа [91]. В нем имеется информация о характеристиках 33 737 колебательно-вращательных переходов 13 газов. Сообщение о новой редакции этого атласа, включающего в себя параметры спектральных линий 21 примесного газа, поглощающих в области О— [c.203]

Таким образом, для колебательно-вращательных переходов молекул атмосферных газов, особенно обладающих дипольным моментом, явление сдвига должно учитываться при построении оптических моделей атмосферы. Актуальность скорейшего накопления количественной информации по сдвигам линий для основных поглощающих молекул атмосферы весьма велика. [c.217]

Для колебательно-вращательных переходов Н2О в видимом и ближнем ИК-диапазоне спектра, частоты которых попадают в область генерации импульсных лазеров на рубине и стекле с неодимом, пороговые значения интенсивности, при которых наблюдается насыщение поглощения на один-два порядка больше [1], и нелинейность поглощательной способности воздуха для / 10 Вт/см при решении задач распространения можно не учитывать. [c.225]

Монография посвящена последовательному изложению фундаментальных основ современной спектроскопии атмосферы. В ней обобщены основные результаты оригинальных теоретических и экспериментальных исследований по спектроскопии молекул и комплексной проблеме взаимодействия оптического излучения с колебательно-вращательными переходами в молекулах с учетом совокупности эффектов внутри- и межмолекулярных взаимодействий. [c.4]

В интересующем нас диапазоне шкалы электромагнитных волн поглощение излучения обусловлено в основном колебательно-вращательными переходами в молекулах атмосферных газов. В связи с этим основное внимание сосредоточим на происхождении вращательных и колебательно-вращательных спектров этих газов. Более подробную информацию по этим вопросам читатель найдет в монографии [5]. [c.8]

I — возможная область генерации на вращательных переходах II--возможная область генерации на колебательно-вращательных переходах III—возможная область генерации на электронных переходах IV — полупроводниковые лазеры V—химические лазеры VI — лазеры на красителях VII—газовые лазеры VIII — твердотель г ные лазеры [c.297]

B. . широко применяется при исследованиях атомов, ионов, молекул и твёрдых тел для изучения их знергетич. структуры, вероятностей переходов и др. характеристик. В область Х<200 нм попадают резонансные переходы ряда нейтральных ато.мов, подавляюп(его большинства одно- и двукратно ионизованных атомов, а также всех ионов более высокой кратности ионизации. Электронно-колебательно-вращательные переходы мне- [c.236]

Из представленного выше рассмотрения ясно, что генерация в С02-лазере может осуществляться на переходе либо (00° 1) (10 0) (Я =10,6 мкм), либо (00 Ч) (02 >0) (Я = 9,6 мкм). Поскольку сечение первого перехода больше, а верхний уровень один и тот же, генерация, как правило, происходит на переходе 00°1 10°0. Для получения генерации на линии 9,6 мкм в резонатор для подавления генерации на линии с наибольшим усилением помещается соответствующее частотно-селективное устройство (часто применяется система, изображенная на рис. 5.4,6). До сих пор в нашем обсуждении мы пренебрегали тем фактом, что как верхний, так и нижний лазерный уровни на самом деле состоят из многих близко расположенных вращательных уровней. Соответственно и лазерный переход может состоять из нескольких равноотстоящих колебательно-вращательных переходов, принадлежащих Р- или / -ветвям (см. рис. 2.28), причем Р-ветвь дает наибольшее лазерное усиление. Для полноты картины следует также учесть тот факт, что благодаря больцманов-скому распределению населенности между вращательными уровнями наибольшую населенность имеет вращательный уровень /" = 21 верхнего 00°1 состояния (рис. 6.16)На самом деле генерация фактически будет происходить на колебательно-вращательном переходе с наибольшим усилением, т. е. начинающемся с самого населенного уровня. Это происходит потому, что скорость термализации вращательных уровней в С02-лазере [ 10 с- -(мм рт. ст.)- ] больше, чем скорость уменьшения населенности (за счет спонтанного и вынужденного излучения) того вращательного уровня, с которого происходит лазерная генерация. Поэтому в генерации лазера на вращательном переходе с максимальным усилением будет принимать участие полная населенность всех вращательных уровней. Следовательно, подытоживая наше обсуждение, можно сказать, что генерация в СО2-лазере при нормальных условиях возникает на линии Р (22) [т. е. (/ = 21) (/" = 22)] перехода (00 1) (10 0). Другиели-нии того же самого перехода, а также линии, принадлежащие [c.365]

В экзотермической реакции часть теплоты реакции перейдет в энергию колебательно-вращательного или электронного возбуждения молекулы АВ. Таким образом, есл достичь инверсии населенностей, то на основе реакции ассоциативного типа можно в принципе создать лазеры на колебательно-вращательных или внбронных переходах. Однако несмотря на то, что были приложены большие усилия, до сих пор удалось создать лишь химические лазеры на колебательно-вращательных переходах. Генерация в этих лазерах была получена в диапазоне длин волн 3—10 мкм, причем наиболее примечательными примерами являются лазеры на HF и DF, которые мы рассмотрим в следующем разделе. Реакция диссоциативного типа п обн1ем виде записывается следующим образом [c.397]

Этот процесс возможен только в случае, когда энергия возбуждения атома Не превосходит энергию ионизации и последующего иона М+. При газодинамическом возбуждении активной среды инверсная заселенность возникает за счет различия времен релаксации уровней в протекающем через сверхзвуковое сопло нагретом газе. В результате генерации тепловая энергия преобразуется в энергию когерентного излучения. Хотя КПД (1 %) и энергосъем (25 Дж/г) для газодинамических лазеров относительно невелики, их энергетическая перспективность определяется возможностью обеспечения значительного расхода газа и удобством непосредственного использования продуктов сгорания различных топлив. Газодинамические лазеры являются самыми мощными лазерами (200 кВт), работающими на колебательно-вращательных переходах молекул (СО2, NgO, СО2, СО). В последние годы все более широкое развитие получают комбинированные способы создания неравновесной среды в газодинамических лазерах. Можно выделить три направления газодинамическое с селективным возбуждением, электро-газодинамическое. При химическом возбуждении инверсия населенностей создается в результате экзотермических химических реакций, в которых образуются возбужденные атомы, молекулы, радикалы. Газовая среда удобна для химического возбуждения тем, что реагенты легко и быстро перемешиваются и легко транспортируются. Химические лазеры интересны тем, что в них происходит прямое преобразование химической энергии в энергию электромагнитного излучения, без необходимости использования электрической энергии. [c.42]

Химические процессы, используемые для создания активной среды лазеров, должны обеспечивать существенный энерговклад во внутренние степени свободы продуктов реакции достаточную скорость этих процессов по сравнению с процессами релаксации энергии внутренних степеней свободы. Наилучшим образом указанным условиям отвечает широкий класс экзотермических реакций, сопровождающихся образованием колебательно-возбужденных молекул (в настоящее время лазеры на колебательно-вращательных переходах являются основными типами действующих химических лазеров). В области химических лазеров на электронных и чисто вращательных переходах работы носят в основном поисковый характер. Наиболее важными факторами, определяющими возможность использования реакций в химических лазерах на колебательно-вращательных переходах, являются доля энергии реакции идущая на возбуждение колебаний и вид распределения молекул-продуктов по колебательным уровням в первичном акте реакции, т. е. константы скорости реакции для отдель- [c.44]

Так как в выражение (11.180) входят массы частиц, члены, зависящие от орбитальных и спиновых моментов электронов, примерно в 10 раз больше членов, зависящих от орбитальных и спиновых моментов ядер. До сих пор наблюдались только магнитные дипольные переходы с переориентацией орбитальных и спиновых магнитных моментов электронов (если не учитывать ЯМР) (см., например, [45, 52, 2, 1, 13]). Магнитные дипольные колебательно-вращательные переходы могли бы дать очень полезную информацию о молекуле, дополняющую информацию, получаемую из электрического дипольного спектра молекулы, однако такие переходы еще не наблюдались. Отнесем оператор D% к молекулярной системе координат [как для в (11.152)] поскольку Da преобразуется так же, как Ra (или Ja), правила отбора по виброиным типам симметрии [(11.163), (11.165), (11.167), (11.169) и (11.174)] можно применить и к магнитным дипольпым переходам, если в них заменить тип симметрии Та типом симметрии Ra. Правила отбора для вращательных переходов определяются из матричных элементов направляющих косинусов и совпадают с (11.171) —(11.173). [c.355]

Чисто вращательные переходы сопровождаются только изменением J в заданном электронном или колебательном состоянии. Переход из верхнего состояния J -(- 1 в нижнее J обозначается R(J). Колебательно-вращательные переходы сопровождаются изменением J nv в заданном электронном состоянии. В соответствии с правилами отбора переходы из вращательного состояния J верхнего колебательного уровня во вращательное состояние J нижнего колебательного уровня называют Q-ветвью. Такие переходы с А/ = О обозначают Q(J)- Я-ветвь соответствует переходам из вращательного состояния J — 1 верхнего колебательного уровня во вращательное состояние J нижиего колебательного уровня и обозначается P J) (Д/ = —1). Аналогично для / -ветвн — R(J) и AJ = -(-1 — имеем переход [c.649]

Если энергия возбуждающего света совпадает с каким-либо из многочисленных электронно-колебательно-вращательных переходов, разрешенных правилами отбора (см. 10), т. е. частота возбуждающей спектральной линии настроена в резонанс, то молекула может перейти в возбужденное состояние. На рис. 1.17, ж приведен пример такого резонансного возбуждения без учета вращательной структуры и других колебательных состояний. (В 13 и на рис. 1.34 эти переходы рассмотрены более детально.) В результате таких переходов это состояние будет иерезаселе- [c.49]

Для электронпо-колебательно-вращательных переходов (рис. 1.8), образующих так называемые полосатые спектры (см. подробнее 13), правила отбора еще более усложняются, так как необходимо учитывать типы электронных состояний. [c.53]

Кроме рассмотренных полосатых спектров испускания и поглощения существуют спектры флуоресценции паров двухатомных молекул, возбуждаемые мощными монохроматическими лампами или лазерами. Если узкая монохромагическая линия совпадает с каким-либо электронно-колебательно-вращательным переходом, разрешенным правилами отбора (см. 10), то при поглощении света существенная часть молекул переходит в возбужденное электронное состояние Е/ с квантовыми числами v и J (рис. 1.34), а оттуда через примерно 10 с молекулы спонтанно переходят в нижележащие состояния согласно общим правилам отбора (см. 10). Если электронный переход относится к типу Е—2, то в спектре будет наблюдаться серия постепенно сходящихся дублетов (см. рис. 1.34). Компоненты дублетов обусловлены линиями Р- и / -ветвей (согласно правилу отбора Л/ = 1). Расстояния между дублетами примерно равны AG +mi- По схождению дублетов в сторону больших длин волн можно определить [c.80]

Полосы валентных колебаний. Форма контура полосы валентного колебания Уд СН4 близка к наблюдавшейся Юингом в спектре жидкого метана. Присутствие боковых компонент Р я В в спектре раствора также, по-видимому, обязано колебательно-вращательным переходам. На / -компонепту может налагаться обертон колебания Г2- В спектре комбинационного рассеяния жидкого метана полоса 2у<, [c.223]

Однако если рассматривать полный тип симметрии соответствующей полной группы симметрии (гл. 1, разд. 3), то правило отбора будет другим и появятся дополнительные ограничения. Хоуген [571 ] установил, что могут происходить только те электронно-колебательно-вращательные переходы,. [c.222]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...