Молекула H2O вместе со своими изотопами 1HD16O, D216O, 1H218O и др. являются предметом большого интереса, потому что играют важную роль во многих задачах.
Исследование молекулярных колебаний и вращений способствуют решению многих проблем: определение внутримолекулярной потенциальной функции,
исследования планет и атмосферы и роли дейтерия в межзвездном пространстве, исследование промышленного загрязнения, лазерная техника и многое другое.Последние годы наиболее интересна тема спектроскопия водяного пара. Это связано с практическими потребностями в количественной информации по спектрам поглощения молекулы и интересом физико - химического объекта, который является молекулой воды. Эта нежесткая трехатомная молекула характеризуется сложными внутримолекулярными взаимодействиями.
Молекулы H2O,HD16O, H218O исследованы очень хорошо и в базе данных Хитран[14] имеются сотни полос этих молекул. Ситуация с молекулой D216O совершенно иная. Эта молекула является предметом исследования последние 40 лет, как в микроволновой области, так и в инфракрасной, но исследованы только основные переходы и отдельные обертона. В области высоких частот (выше 8000 см-1) спектры поглощения исследованы плохо. Это связано с тем, что интенсивность этих полос на 5-7 порядков меньше, чем в области фундаментальных полос, и для их исследования нужна высокочувствительная экспериментальная аппаратура. Созданные в последнее время высокочувствительные методы спектроскопии, в первую очередь, лазерной спектроскопии, обеспечивают эффективное продвижение исследований в область высоких частот. Современные теоретические модели восстанавливают спектр поглощения H2O в области фундаментальных переходов и невысоких обертонов с точностью, которая близка к эксперименту. Появившиеся в последние годы abinitio вычисления потенциальной функции и функции дипольного момента обеспечили качественный скачок в расчетах спектров молекулы воды при комнатной и повышенной температуре.
Из-за ограниченности материала молекула D216O не включена в базу данных Хитран, поэтому исследование данной молекулы в области высоких частот представляет собой большой интерес.
Целью данной работы является исследование вращательной структуры спектра D2Oв области 10200 - 10450 см-1и определение энергетических уровней для этой молекулы.
Для достижения поставленной цели будут решены следующие задачи:
• Зарегистрировать спектр D2O и определить параметры линий (частоты, интенсивности).
• Сравнить с литературными данными.
• Калибровка спектра.
• Освоить работу в программном комплексе СЛОН.
• Составить таблицу энергетических уровней верхних состояний для молекулы D2O.
• Анализ результатов с теоретическими расчетами Партриджа - Швенке.
В данной работе впервые был получен список линий поглощения с интенсивностями для молекулы D2O в области 10200-10450 см-1. Для всех линий измерены интенсивности и центры линий.
В результате работы получена информация о более чем 350 линий молекулы, из них более 100 новых линий. В работе [3] 25 линии ошибочно отнесены к D2O с центрами(см-1): 10219.571, 10260.326, 10260.398,10284.420, 10311.903, 10314.541, 10315.027, 10320.896, 10342.172, 10365.108, 10374.890, 10385.962, 10394.218, 10397.562, 10397.679, 10405.014, 10405.127, 10425.588, 10433.574, 10434.224, 10434.381, 10435.301, 10436.972, 10437.578, 10439.047.
Проведена идентификация зарегистрированного спектра. Из анализа спектра определены энергии 95 вращательных уровней для молекулы D2O в возбужденных колебательных состояниях (301), (221) и (400). При этом определены значения энергии для 45 новых вращательных уровней. Обнаружены ошибки в 4 энергетических уровнях, которые были получены в предыдущих работах.
Доклад по работе представлен на международную конференцию «Оптика атмосферы и океана», опубликована статья в SPIE Procedings.
