Том 24, номер 11, статья № 3

Аннотация:

Представлены результаты теоретического исследования спектрального контура обертонной колебательно-вращательной линии поглощения молекулы HF (переход 0-2 R(0), уширенной аргоном (смесь HF : Ar = 1 : 150, Т = 295°K, Р = 10-300 мм рт. ст.). В рамках обобщенной модели формы линии Цюрило-Пайна-Шуди проведен анализ различных факторов, влияющих на контур. Выявлены недостатки указанной модели путем проверки корректности ее предположений методом классических траекторий. Особое внимание уделено выяснению природы аномальной асимметрии контура линии HF.

Ключевые слова:

столкновительное уширение, обобщенная модель формы линии, метод классических траекторий, асимметрия контура, параметры корреляции

Список литературы:

1. Набиев Ш.Ш., Иванов С.В., Понуровский Я.Я. Исследование контура обертонной спектральной линии HF методом диодной лазерной спектроскопии ближнего ИК-диапазона. I. Результаты эксперимента // Оптика атмосф. и океана. 2011. Т. 24, № 10. С. 864-871.
2. Galatry L. Simultaneous effect of Doppler and foreign gas broadening on spectral lines // Phys. Rev. 1961. V. 122, N 4. P. 1218-1223.
3. Раутиан С.Г., Собельман И.И. Влияние столкновений на доплеровское уширение спектральных линий // Успехи физ. наук. 1966. Т. 90, вып. 2. С. 209-236.
4. Dicke R.H. The effect of collisions upon the Doppler width of spectral lines // Phys. Rev. 1953. V. 89, N 2. P. 472-473.
5. Berman P.R. Speed-dependent collisional width and shift parameters in spectral profiles // J. Quant. Spectrosc. and Radiat. Transfer. 1972. V. 12, N 9. P. 1331-1342.
6. Ward J., Cooper J., Smith E.W. Correlation effects in the theory of combined Doppler and pressure broadening. I. Classical theory // J. Quant. Spectrosc. and Radiat. Transfer. 1974. V. 14, N 7. P. 555-590.
7. Lance B., Blanquet G., Walrand J., Bouanich J.-P. On the speed-dependent hard collision lineshape models: Application to C2H2 perturbed by Xe // J. Mol. Spectrosc. 1997. V. 185, N 2. P. 262-271.
8. Ciurylo R., Szudy J. Speed-dependent pressure broadening and shift in the soft collision approximation // J. Quant. Spectrosc. and Radiat. Transfer. 1997. V. 57, N 3. P. 411-423.
9. Ciurylo R., Jaworski R., Jurkowski J., Pine A.S., Szudy J. Spectral line shapes modeled by a quadratic speed-dependent Galatry profile // Phys. Rev. A. 2001. V. 63, N 3. P. 032507-1-032507-7.
10. Marteau Ph., Boulet C., Robert D. Finite duration of collisions and vibrational dephasing effects on the Ar broadened HF infrared lineshapes: asymmetric profiles // J. Chem. Phys. 1984. V. 80, N 6. P. 3632-3639.
11. Pine A.S. N2 and Ar broadening line mixing in the P- and R-branches of the ?3 band of CH4 // J. Quant. Spectrosc. and Radiat. Transfer. 1997. V. 57, N 2. P. 157-176.
12. Ciurylo R., Szudy J. Line-mixing and collision-time asymmetry of spectral line shapes // Phys. Rev. A. 2001. V. 63, N 4. P. 042714-1-042714-6.
13. Fraser G.T., Pine A.S. Van der Waals potentials from the infrared spectra of rare gas-HF complexes // J. Chem. Phys. 1986. V. 85, N 5. P. 2502-2515.
14. Ciurylo R. Shape of pressure and Doppler-broadened spectral lines in the core and near wings // Phys. Rev. A. 1998. V. 58, N 2. P. 1029-1039.
15. Ciurylo R., Pine A.S., Szudy J. A generalized speed-dependent line profile combining soft and hard partially correlated Dicke-narrowing collisions // J. Quant. Spectrosc. and Radiat. Transfer. 2001. V. 68, N 3. P. 257-271.
16. Ciurylo R., Pine A.S. Multispectrum fits of Ar-broadened HF with a generalized asymmetric lineshape: effects of correlation, hardness, speed dependence, and collision duration // J. Mol. Spectrosc. 2001. V. 208, N 2. P. 180-187.
17. Pine A.S. Line shape asymmetries in Ar-broadened HF (v = 1-0) in the Dicke-narrowing regime // J. Chem. Phys. 1994. V. 101, N 5. P. 3444-3452.
18. Pine A.S. Asymmetries and correlations in speed-dependent Dicke-narrowed line shapes of argon-broadened HF // J. Quant. Spectrosc. and Radiat. Transfer. 1999. V. 62, N 4. P. 397-432.
19. Пархоменко А.И., Шалагин А.М. Влияние зависимости частоты столкновений от скорости на эффект Дикке сужения спектральных линий // Ж. эксперим. и теор. физ. 2001. Т. 120, вып. 4(10). С. 830-845.
20. Раутиан С.Г. Универсальный асимптотический контур спектральной линии при малом доплеровском уширении // Оптика и спектроскопия. 2001. Т. 90, № 1. С. 36-47.
21. Chandrasekhar S. Stochastic Problems in Physics and Astronomy // Rev. Mod. Phys. 1943. V. 15, N 1. P. 1-89.
22. Duggan P., Sinclair P.M., Berman R., May A.D., Drummond J.M. Testing lineshape models: measurements for v = 1-0 CO broadened by He and Ar // J. Mol. Spectrosc. 1997. V. 186, N 1. P. 90-98.
23. Luijendijk S.C.M. On the shape of pressure-broadened absorption lines in the microwave region // J. Phys. B. 1977. V. 10, N 9. P. 1735-1739.
24. Pickett H.M. Effects of velocity averaging on the shapes of absorption lines // J. Chem. Phys. 1980. V. 73, N 12. P. 6090-6094.
25. Green S., Hutson J. Spectral line shape parameters for HF in a bath of Ar accurately predicted by a potential inferred from the spectra of the van der Waals dimmer // J. Chem. Phys. 1994. V. 100, N 2. P. 891-898.
26. Hutson J.M. Vibrational dependence of the anisotropic intermolecular potential of Ar-HF // J. Chem. Phys. 1992. V. 96, N 9. P. 6752-6767.
27. Keilson J., Storer J.E. On Brownian motion, Boltzmann's equation and the Fokker-Planck equation // Quart. Appl. Math. 1952. V. 10. P. 243-253.
28. Borenstein M., Lamb W.E. Effect of velocity changing collisions on the output of a gas laser // Phys. Rev. A. 1972. V. 5, N 3. P. 1029-1039.
29. Ivanov S.V., Nguyen L., Buldyreva J. Comparative analysis of purely classical and semiclassical approaches to collision line broadening of polyatomic molecules: I. C2H2-Ar case // J. Mol. Spectrosc. 2005. V. 233, N 1. P. 60-67.
30. Pattengill M.D. On the use of body-fixed coordinates in classical scattering calculations: planar trajectory approximation for rotational excitation // J. Chem. Phys. 1977. V. 66, N 11. P. 5042-5045.
31. Gordon R.G. Theory of the width and shift of molecular spectral lines in gases // J. Chem. Phys. 1966. V. 44, N 8. P. 3083-3089.
32. Gordon R.G. Semiclassical theory of spectra and relaxation in molecular gases // J. Chem. Phys. 1966. V. 45, N 5. P. 1649-1655.
33. Гиршфельдер Дж., Кертисс Ч., Берд Р. Молекулярная теория газов и жидкостей. М.: Изд-во иностр. лит-ры, 1961. 417 с.
34. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. Определение, теоремы, формулы. 4-е изд. М.: Наука, Физматлит, 1978. 551 с.
35. Бёрд Г. Молекулярная газовая динамика. М.: Мир, 1981. С. 39-40.
36. Chemical properties handbook: physical, thermodynamic, environmental, transport, safety, and health related properties for organic and inorganic chemicals / Ed. C.L. Yaws. L.: McGraw-Hill, 1999. 779 p.
37. Зверева Н.А., Набиев Ш.Ш., Надеждинский А.И., Пономарев Ю.Н., Ставровский Д.Б., Чернин С.М., Шубенкина Т.А. ИК-спектры фтористого водорода и его ассоциатов с водой в условиях реальной атмосферы // Оптика атмосф. и океана. 2001. Т. 14, № 12. С. 1099-1102.
38. Богдан Т.В., Грановский А.А., Немухин А.В. Строение молекулярных кластеров с водородными связями: олигомеры фторида водорода // Вестн. МГУ. Сер. 2. 2000. Т. 41, № 2. С. 98-100.
39. Юхневич Г.В., Тараканова Е.Г., Немухин А.В. Валентные колебания и строение кластеров (HF)n (n = 4-8) // Изв. РАН. Сер. хим. 1997. № 3. С. 435-443.
40. Зверева Н.А., Набиев Ш.Ш., Пономарев Ю.Н. Структура и свойства молекулярных комплексов воды с малыми газовыми составляющими атмосферы. Томск: Изд-во ИОА СО РАН, 2003. 140 с.
41. Herman R.M. Toward a unified impact theory for everything concerning neutral species line shapes // Spectral Line Shapes. V. 11 / Ed. J. Seidel. N.Y.: American Institute of Physics, 2001. P. 237-243.
42. Herman R.M. Unified impact theory for velocity-changing effects and speed dependencies in neutral species lineshapes // Int. J. Spectrosc. 2010. V. 2010. Article ID 306392. Р. 1-9.
43. Herman R.M. Unified classical path impact theory for velocity-change effects in isolated spectral lines // 20-th Int. Conf. on Spectral Line Shapes. St. John's, Newfoundland, Canada, 6-11 June 2010 / Ed. John K.C. Lewis, Adriana Predoi-Cross. Melville, New York, 2010. AIP Conference Proc., 1290. P. 1-5.