Составители:
Рубрика:
62
Доплера, − т.е. предполагалось отсутствие каких−либо изменений скорости молекул при
их столкновениях. Учет изменений скоростей молекул при столкновениях приводит к
сужению контуров линий и возрастанию величины поглощения в центре линий в
некотором диапазоне давлений. При этом при определенных условиях ширины линий
могут оказаться меньше доплеровских (
эффект Дике).
Рассмотренное выше молекулярное поглощение обусловлено так называемыми
разрешенными переходами. Они наблюдаются для молекул, имеющих постоянный
электрический дипольный момент, а также молекул, при колебаниях которых возникает
дипольный момент. Двухатомные молекулы, состоящие из одинаковых атомов, например
О
2
, N
2
, H
2
и т. д., не имеют постоянного электрического дипольного момента и, по
классическим представлениям, не должны взаимодействовать с полем излучения. На
самом деле взаимодействие молекул с полем излучения возможно и при наличии у
молекул постоянного магнитного дипольного момента или квадрупольных дипольных
моментов разной природы (электрических или магнитных). Другое дело, что
интенсивность
взаимодействия излучения с молекулами, имеющими постоянный
магнитный дипольный момент или электрические квадрупольные моменты, существенно
слабее (соответственно, в 10
5
и 10
8
раз), чем в случае с электрическим дипольным
моментом. Переходы, обусловленные этими типами взаимодействия, условно называются
запрещенными переходами. Этим переходам соответствуют реальные линии и полосы
поглощения различных атомов и молекул. Хотя, как правило, интенсивности этих линий
очень малы, они проявляются в спектрах поглощения атмосферы в случае больших
содержаний этих молекул в атмосферах планет (как в случае запрещенных линий О
2
и N
2
в атмосфере Земли, запрещенных линий водорода в атмосферах планет-гигантов).
Существует еще один тип молекулярного поглощения, часто называемый в
литературе
поглощением, индуцированным давлением (или поглощением, индуцированным
столкновениями)
. Молекулы, не имеющие постоянных дипольных моментов, могут его
"приобретать" при столкновениях с окружающими молекулами. В те короткие периоды
времени, когда структура молекулы возмущена столкновениями, она может иметь
электрический дипольный момент и, следовательно, взаимодействовать с полем
излучения. Другое объяснение индуцированного поглощения состоит в образовании
димеров и более сложных образований молекул при
взаимодействии (столкновениях)
молекул. При этом также может возникать
индуцированный электрический момент у
таких образований и, следовательно, возможно взаимодействие их с полем излучения, т.е.
поглощение и излучение э.м. энергии.
Особенностью рассматриваемого типа поглощения является то, что интенсивности
полос индуцированного давлением поглощения, в отличие от обычных полос, зависят
прямо пропорционально от давления в газовой среде. Поэтому объемный коэффициент
поглощения в таких
полосах пропорционален концентрации поглощающих молекул n
a
и
концентрации постороннего (уширяющего) газа
n
b
. В случае однокомпонентной смеси,
состоящей из поглощающего газа, объемный коэффициент пропорционален квадрату
концентрации этого газа. Отметим, что такая же зависимость характерна для крыльев
линий в контуре линии, обусловленной соударениями молекул. Поэтому обычно для
характеристики индуцированного давлением поглощения вводят
бинарные
коэффициенты поглощения
:
ba
ab
i
nn
k
k
ν
= (3.5.26)
для смеси двух газов, и
2
a
aa
i
n
k
k
ν
= (3.5.27)
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 60
- 61
- 62
- 63
- 64
- …
- следующая ›
- последняя »
