Измерение вращательной и колебательной температур в газовом разряде по спектру молекулы азота. - 11 стр.

молекулярных газах затрудняется рядом причин. Часто из-за сложности спектров
разряда в молекулярном газе трудно выделить интенсивную уединенную линию,
пригодную для измерений температуры. Измерения в разрядах с низкой
поступательной температурой требует применения спектральных приборов
высокого разрешения, например, интерферометров Фабри—Перо, пригодных для
регистрации уширения линий с 0.1A& . Уширение линий в плазме часто обусловлено
одновременным действием ряда эффектов: доплеровского, штарковского,
столкновительного и др. Корректный учет действия различных уширяющих
эффектов в ряде случаев затруднителен.
     Для измерения поступательной температуры газа часто применяют метод,
основанный на измерении относительной интенсивности вращательной структуры
колебательных или электронно-колебательных переходов молекул. По
вращательной структуре колебательных спектров испускания (только для
гетероядеркых молекул) определяют функцию распределения молекул по
вращательным уровням в основном электронном состоянии. Для гомоядерных
молекул чисто колебательные спектры отсутствуют, поскольку соответствующие
оптические переходы запрещены правилами отбора. В этом случае для измерения
газовой температуры используют функцию распределения по вращательным
уровням в электронно-возбужденном состоянии, определяемую по вращательной
структуре электронно-колебательных спектров. Данный метод обычно применяют в
том случае, если распределение по вращательным уровням соответствующего
электронного состояния больцмановское и между его температурой Ttr и
поступательной температурой газа существует достаточно простая взаимосвязь.
     Функция распределения молекул по колебательным уровням в
неравновесной плазме может существенно отличаться от больцмановской и не
описываться единым значением колебательной температуры. Б таком случае
используется понятие «эффективной колебательной температуры» Tvib ,
характеризующей отдельные участки функции распределения. Часто эффективная
Tvib вводится по относительной заселенности нижних колебательных уровней
основного электронного состояния.
     Для измерения колебательной функции распределения и эффективной
колебательной температуры двухатомных молекул наиболее часто используются
методы, основанные на регистрации излучения, соответствующего колебательным и
электронно-колебательным переходам молекул. Из колебательных спектров
испускания (для дипольких молекул) определяется Tvib основного, а из
электронно-колебательных спектров — колебательная температура возбужден-
ных электронных состояний. Заселенность колебательных уровней молекул в
возбужденных состояниях определяются механизмами заселения этих состояний.
Простая связь с колебательной функцией распределения молекул в основном
состоянии может быть установлена при заселении путем возбуждения молекул
электронным ударом из основного состояния и дезактивации излучением, либо
при полной завершенности колебательной релаксации за время жизни
возбужденных состояний. Для определения функции распределения молекул по
колебательным уровням также используется метод обращения спектральных