РЕФЕРАТ 3
Введение 6
1. Теоретическая часть 7
1.1. Уширение спектральной линии 7
1.1.1. Естественное уширение 7
1.1.2. Лоренцевское уширение 8
1.1.3. Допплеровское уширение 8
1.1.4. Уширение при средних давлениях 10
1.2. Общая теория эффектов давления в бинарном приближении 10
1.2.1. Ударная теория 12
2. Колебательная зависимость уширения H2O 14
2.1. Характеристики молекулы воды 14
2.2.Обзор Литературы 15
2.2.1 Обзор литературы: экспериментальные работы по полуширинам линий 15
2.2.2 Описание интерполяционной модели из работы [35] 17
2.3. База данных HITRAN 18
2.4 Полуширины линий в зависимости от колебательных квантовых чисел.
Аппроксимации 21
Заключение 28
Список использованных источников и литературы 29
Приложение А 39
Приложение Б 42
Приложение В 44
Информация о параметрах контура спектральных линий пара воды необходима для решения различных задач физики атмосферы и астрофизики. Водяной пар является одним из самых важных парниковых газов земной атмосферы, поэтому важно точное определение его концентрации, для чего необходимо точное знание параметров контура линий поглощения, уширенных давлением воздуха или азота. Коэффициенты уширения линий водяного пара давлением воздуха или азота имеют также большое значение для астрофизических приложений. Например, они необходимы для изучения атмосферы земли. На настоящий момент в современных банках спектроскопических данных содержатся недостаточно точной информации.
Помимо постоянного улучшения содержащейся в базах информации, банки данных продолжают развиваться, в частности, банки спектроскопических данных, такие как HITRAN и GEISA. Банки данных постоянно обновляется, расширяется не только количеством линий и добавлением поглощающих молекул, но и добавлением новых характеристик. Коэффициенты уширения линий измеряются с точностью: полуширина - 5-7%. Тем не менее, в разных источниках полуширины линий различаются большей погрешностью измерений. Для одной и той же линии полуширины могут отличаться на 10-20%.
С ростом колебательного возбуждения возрастает амплитуда колебаний атомов в молекуле, что вызывает изменение ее свойств, дипольного и квадрупольного моментов, средней дипольной поляризуемости, потенциала межмолекулярного взаимодействия, уровней энергии и волновых функций. Как следствие, сильно изменяются коэффициенты уширения спектральных линий. Принято считать, что полуширины линий слабо меняются при переходе от одной колебательной полосы к другой. При уширении линий водяного пара давлением азота это изменение в пределах 5%. Цель настоящей работы- исследование колебательной зависимости коэффициентов уширения линий H2O давлением воздуха.
Был проведен предварительный анализ работ и экспериментальных данных из различных источников. Проделан подбор литературных источников. Проведён анализ данных банка Hitran, в ходе которого выяснилось, что ~84% относятся к интерполяционным данным. Разобрана интерполяционная модель, используемая в банке спектроскопических данных HITRAN. Сделаны уточнения апроксимационных параметров и замечена колебательная зависимость для ряда переходов (для J= 0 до 10) с использованием обновленных данных. Имеется зависимость полуширины от колебательных квантовых чисел, с увеличением J. Кроме того, есть расхождения значений построенной интерполяционной кривой, с данными из работы, используемой в банке спектроскопических данных HITRAN, в высокочастотной области (от 10000см-1) для малых вращательных квантовых чисел J. Данные будут полезны при расчетах атмосферного пропускания солнечного излучения.
