Введение к работе
Актуальность темы. Колебательно-вращательные спектры являются источником сведений о разнообразных физико-химических свойствах молекул. Спектроскопическая информация имеет обширные применения в физике межзвездной среды, физике атмосферы Земли и планет, лазерной физике, задачах газоанализа и т. д. Анализ центров и интенсивностей линий позволяет определить, например,' внутримолекулярную потенциальную функцию, функцию дипольного момента, параметры равновесной конфигурации. Изучение таких спектроскопических величин, как полуширина и сдвиг центра, обусловленных столкновениями в газовой среде, позволяет исследовать динамику столкновений, определить потенциал мешэлекулярного- взаимодействия.
Имеются обоснованные предположения, что сдвиг центра линии более информативен, чем полуширина, поэтому интерес к изучению явлению сдвига растет, что выражается прежде всего в быстром рос~е числа экспериментальных данных. Для молекулы воды число измеренных сдвигов является наибольшим, что- объясняется высокой-прглошательной способностью водяного пара в инфракрасном и видимом диапазонах. Значительно увеличилось число измерений для озона, цетана. углекислого газа и ряда других молекул. В то же время расчеты коэффициентов сдвига колебательно- вращательных линий часто оказываются невозможными даже при использовании таких приближении, как приближение классических траекторий, приближение изолированной линии,' ударное приближение, как из-за недостатка спектроскопической информации, так и из-за отсутствия простых и надежных методов расчета. В частности, отсутствуют формулы для расчета вкладов высоких членов мультипольного - разложения' цежмолекулярного потенциала, элементов матрицы рассеяния для столкновений с малыш прицельными расстояниям, В тлеющихся методах используются "эффективные". а не действительные траектории. В связи с этим возникает задача совершенствования расчетных методов, учитывающих отмеченные моменты, и проведения расчетов для конкретных линий и полос.
Отметим, что расчеты сдвигов линий озона и метана ранее не проводились.
Целью настоящей работы является исследование сдвига
спектральных линий давлением буферных газов, совершенствование
методов расчета, проведение расчетов сдвигов линий водяного пара,
озона, метана, а также практическая реализация расчетных методик
в виде конкретных алгоритмов и программ.
Научная новизна работы заключается в следующем: 1. Впервые получены резонансные, функции для поляризационных взаимодействий.
2: Впервые предложен способ учета криволинейности траектории безотносительно к виду потенциала, использующий точные решения динамических уравнений.'
3. Впервые проведены расчеты коэффициентов сдвигов линий озона и метана.
Практическая ценность выполняемой работы обусловлена необходимостью данных по сдвигал колебательно- вращательных линий при зондирования воды, озона и метана в земной атмосфере. Разработанные программы могут быть применены для расчетов полуширин к сдвигов любых молекул типа асимметричного волчка.
На защиту выносятся следующие основные положения:
1. В рамках полуклассичесской ударной теории крив олинейность
траектории монет быть учтена в общем виде, то есть без
конкретизации потенциала (единственное предположение
изотропность надмолекулярного потенциала).
-
При рассмотрении вкладов в сдвиг от различных каналов рассеяния наблюдается своеобразный "эффект компенсация": несколько наибольших по величине вкладов почти полостью коапенагруют друг друга, и их суммарный вклад в сдвиг существенно меньше', чем величина отдельного вклада. . '
-
Коэффициенты уширения и сдвига линий озона формируются за счет полярнзациошшх взаимодействий , в то время как электростатические' Еззикодействия даиг пренебрежимо малый вклад.
Апробация' работы. Основное содержание диссертации изложено в работах П-ЦЭ и докладывалась на X Всесоюзной конференции по молекулярной спектроскопии высокого разрешения (Омск 1991г.), на X и XI Международных конференциях по ИК-спектроскопии ( Добжице. Чехословакия 1Э9П, 1992гг. ). на Международной конференции по лазерному зондированию (Томск. 1990). на xxxv Конференции по молекулярной спектроскопии (Огайо. США, 1991г), на Международном
коллоквиуме по молекулярной спектроскопии высокого разрешения (Дижон. Франция, 1991г).
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения., пяти глав, заключения, списка цитируемой литературы и приложения, изложенных на 135 страницах машинописного текста, содержит 32 таблицы. 6 рисунков, список литературы из 88 наименований.
