1 / 21

Кириллов А.С. Полярный геофизический институт г. Апатиты Мурманской области

Механизмы образования синглетного и триплетного электронно-возбужденного молекулярного азота в авроральной ионосфере. Кириллов А.С. Полярный геофизический институт г. Апатиты Мурманской области. Полосы молекулярного азота. Полосы Вегарда-Каплана

veda-rush
Download Presentation

Кириллов А.С. Полярный геофизический институт г. Апатиты Мурманской области

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Механизмы образования синглетного и триплетного электронно-возбужденного молекулярного азота в авроральной ионосфере Кириллов А.С. Полярный геофизический институт г. Апатиты Мурманской области

  2. Полосы молекулярного азота Полосы Вегарда-Каплана N2(A3u+,v)  N2(X1g+,v’) + hVK Полосы Лаймана-Бирджа-Хопфилда N2(a1g,v)  N2(X1g+,v’) + hLBH

  3. Триплетные состоянияN2 Morrill J.S., Benesch W.M. Auroral N2 emissions and the effect of collisional processes on N2 triplet state vibrational population. J. Geophys. Res., 1996, 101, p.261 e + N2(X1g+,v=0)  N2(A3u+,B3g,W3u,B’3u,C3u,v) N2(1)  N2(2) + h N2() + M  N2(X1) + M, M = N2, O2, O

  4. Синглетные состоянияN2 Eastes R.W., Dentamaro A.V. Collision-induced transitions between the a1g, a1u, w1u states of N2: Can they affect auroral N2 Lyman-Birge-Hopfield band emissions? J. Geophys. Res., 1996, 101, p.26931 e + N2(X1g+,v=0)  N2(a1u,a1g,w1u,v) N2(1)  N2(2) + h N2() + M  N2(X1) + M, M = N2, O2, O

  5. Kirillov A.S. Application of Landau-Zener and Rosen-Zener approximations to calculate rates of electron energy transfer processes. // Adv. Space Res., 2004, v.33, p.993 Kirillov A.S. Calculation of rate coefficients of electron energy transfer processes for molecular nitrogen and molecular oxygen. // Adv. Space Res., 2004, v.33, p.998 Kirillov A.S. The study of intermolecular energy transfers in electronic energy quenching for molecular collisions N2-N2, N2-O2, O2-O2. // Ann. Geophys., 2008, v.26, p.1149 Kirillov A.S.Electronically excited molecular nitrogen and molecular oxygen in the high-latitude upper atmosphere. // Ann. Geophys., 2008, v.26, p.1159

  6. N2(A3u+,v) + N2 Расчет - сплошная линия для Т=300 К Dreyer and Perner, 1973, J. Chem. Phys., 58, p.1195 (Т~293 К) - квадраты

  7. N2(A3u+,v) + O2 Расчет - сплошная линия для Т=300 К Dreyer et al., 1974, J. Chem. Phys., 61, p.3164 (Т~293 К) - кресты Piper et al., 1981, J. Chem. Phys., 74, p.2888 (Т~293 К) - круги De Benedictis and Dilecce, 1997, J. Chem. Phys., 107, p.6219 (T=340 K) - квадраты

  8. Заселенность колебательных уровней состояния A3u+ молекулярного азота Результаты расчета: 80 км - кресты 150 км - круги

  9. Электронно-возбужденный N2в разряде и процессах послесвечения Guerra V., Sa P.A., Loureiro J. Role played by the N2(A3u+) metastable in stationary N2 and N2-O2 discharge. // J. Phys. D, 2001, v.34, p.1745-1755. Sadeghi N., Foissac C., Supiot P. Kinetics of N2(A3u+) molecules and ionization mechanisms in the afterglow of a flowing N2 microwave discharge. // J. Phys. D, 2001, v.34, p.1779-1788. Cartry G., Magne L., Cernogora G. Experimental study and modelling of a low-pressure N2-O2 time afterglow. // J. Phys. D, 1999, v.32, p.1894-1907. Guerra V., Sa P.A., Loureiro J. Kinetic modeling of low-pressure nitrogen discharges and post-discharges. // Eur. Phys. J. Appl. Phys., 2004, v.28, p.125-152.

  10. Рассматриваемые процессы переноса электронного возбуждения при гашении a1g состояния Межмолекулярные процессы N2(a1g,v) + N2(X1g+,v=0)  N2(X1g+,v) + N2(a1u,v) N2(a1g,v) + N2(X1g+,v=0)  N2(X1g+,v) + N2(a1g,v) N2(a1g,v) + N2(X1g+,v=0)  N2(X1g+,v) + N2(w1u,v) Внутримолекулярные процессы N2(a1g,v) + N2(X1g+,v=0)  N2(a1u,v) + N2(X1g+,v=0) N2(a1g,v) + N2(X1g+,v=0)  N2(w1u,v) + N2(X1g+,v=0)

  11. N2(a1g,v=0-14) + N2 Рассчитанные коэффициенты - сплошная линия Вклад состояний: a'1u - круги a1g - квадраты w1u - треугольники Экспериментальные данные: van Veen et al., 1982 - кресты Gudipati et al., 2002 - звезды

  12. Рис.7 из (Cartwright, 1978)Коэффициенты гашения N2(a1u,v)

  13. Рассматриваемые процессы переноса электронного возбуждения при гашении a1uсостояния Межмолекулярные процессы N2(a1u,v) + N2(X1g+,v=0)  N2(X1g+,v) + N2(a1u,v) N2(a1u,v) + N2(X1g+,v=0)  N2(X1g+,v) + N2(a1g,v) N2(a1u,v) + N2(X1g+,v=0)  N2(X1g+,v) + N2(w1u,v) Внутримолекулярные процессы N2(a1u,v) + N2(X1g+,v=0)  N2(a1g,v) + N2(X1g+,v=0)

  14. N2(a1u,v=0-17) + N2 Рассчитанные коэффициенты - сплошная линия Вклад состояний: a'1u - круги a1g - квадраты w1u - треугольники Аппроксимация из (Cartwright, 1978) - пунктирная линия Экспериментальные данные: Dreyer and Perner, 1972 - крест Khachatrian et al., 2003 - звезда

  15. Связь синглетного a1u состояния с триплетными состояниями N2 Ottinger Ch., Shen G. Molecular beam study of the gateway-coupling N2(C3u/ a1u) and chemical quenching of the metastable N2(a) state. J. Chem. Phys., 1998, v.108, p.1997-2004. Umemoto H., Oku M., Iwai T. Collisional intersystem crossing of N2(a1u) to produce triplet-state molecular nitrogen. J. Chem. Phys., 2003, v.118, p.10006-10011.

  16. Рассматриваемые процессы переноса электронного возбуждения при гашении w1uсостояния Межмолекулярные процессы N2(w1u,v) + N2(X1g+,v=0)  N2(X1g+,v) + N2(a1u,v) N2(w1u,v) + N2(X1g+,v=0)  N2(X1g+,v) + N2(a1g,v) N2(w1u,v) + N2(X1g+,v=0)  N2(X1g+,v) + N2(w1u,v) Внутримолекулярные процессы N2(w1u,v) + N2(X1g+,v=0)  N2(a1g,v) + N2(X1g+,v=0)

  17. N2(w1u,v=0-13) + N2 Рассчитанные коэффициенты - сплошная линия Вклад состояний: a'1u - круги a1g - квадраты w1u - треугольники

  18. Рис.5 из (Eastes and Dentamaro, 1996) Относ. колебательная заселенность N2(a1g,v) Результаты расчетов: Eastes and Dentamaro (1996) – кресты Cartwright (1978) – квадраты Dashkevich et al. (1993) – треугольники Экспериментальные данные: Eastes and Sharp (1987) – ромбы

  19. Рассчитанная относительная колебательная заселенность N2(a1g,v) 48 км - звезды 64 км - кресты 80 км - треугольники 100 км - квадраты 130 км - круги

  20. Рассчитанные относительные интенсивности полос Лаймана-Бирджа-Хопфилда 2-0 - 138.4 нм 4-0 - 132.5 нм 5-2 - 138.2 нм 6-0 - 127.3 нм

  21. Выводы 1. На основании квантово-химических приближений рассчитаны коэффициенты гашения синглетных состояний молекулы N2 . Сравнение с экспериментальными данными показывает хорошее согласие для нижних колебательных уровней a'1u и a1g состояний. Расчеты указывают на доминирующую роль внутримолекулярных процессов в гашении синглетных состояний. 2. Рассчитанные коэффициенты были использованы при расчете относительной колебательной заселенности N2(a1g,v) для условий возбуждения электронным ударом. Оценка колебательного распределения показывает важную роль столкновительных процессов в электронной кинетике синглетного молекулярного азота.

More Related