Моделирование свечения ультрафиолетовых полос молекулярного азота в авроральной ионосфере и в условиях лабораторного разряда Кириллов А.С. Полярный геофизический.

Презентация:



Advertisements
Похожие презентации
Механизмы образования синглетного и триплетного электронно-возбужденного молекулярного азота в авроральной ионосфере Кириллов А.С. Полярный геофизический.
Advertisements

Моделирование колебательных населенностей электронно- возбужденных состояний молекулярного кислорода на высотах свечения ночного неба Кириллов А.С. Полярный.
Электронная кинетика молекул О 2, N 2, СО в верхних атмосферах планет Солнечной системы Кириллов А.С. Полярный геофизический институт г. Апатиты Мурманской.
Исследование влияния электронной кинетики молекул азота и кислорода на колебательную заселенность их основных состояний на высотах высокоширотной нижней.
Об интерпретации результатов Доплеровской спектроскопии атомарных пучков С.В. Полосаткин Семинар плазменных лабораторий ИЯФ СО РАН, Новосибирск 11 сентября.
Анализ диагностической работы по русскому языку в формате ЕГЭ г. Анализ диагностической работы по русскому языку в формате ЕГЭ г.
Определение фундаментальных параметров ближайшей цефеиды – Полярной звезды методами спектроскопии Радиус, мода пульсации, избыток цвета, расстояние, светимость.
АНАЛИЗ ИЗЛОМОВ БОКОВЫХ РАМ (2006 ÷ 2014 гг.). Распределение изломов боковых рам тележек грузовых вагонов по заводам-изготовителям вагонного литья за 2006.
Масштаб 1 : Приложение 1 к решению Совета депутатов города Новосибирска от _____________ ______.
Получение показателей масштабирования из данных наземных наблюдений полярных сияний: модельные тесты и приложения к реальным данным Б.В. Козелов И.В. Головчанская.
СТРУКТУРА ИОНОСФЕРЫ В ОБЛАСТИ ПОЛЯРИЗАЦИОННОГО ДЖЕТА М.Г. Дёминов ИЗМИРАН, г.Троицк, Московская область 2008.
Масштаб 1 : Приложение 1 к решению Совета депутатов города Новосибирска от
Laser damage of living cells. Tentative assignment of action spectrum. R.V. Ambartzumian P.N.Lebedev Physical Institute Moscow RF.
8 класс 1960 года Классный рук-ль: Пикалёва В.Г..
Приложение 1 к решению Совета депутатов города Новосибирска от _____________ ______ Масштаб 1 : 5000.
Устойчивость токового слоя. Артемьев А.В., Зелёный Л.М., Малова Х.В., Попов В.Ю. ИКИ РАН НИИЯФ МГУ Физический факультет МГУ.
Циклические изменения скорости корональных выбросов массы в течение 23-го солнечного цикла Иванов Е.В. Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения.
Сложение натуральных чисел (до 100)
СУРГУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Моделирование процесса отклонения протонов с энергией 450 ГэВ изогнутым кристаллом германия Кощеев В.П., Холодов.
Приложение 1 к решению Совета депутатов города Новосибирска от Масштаб 1 : 5000.
Транксрипт:

Моделирование свечения ультрафиолетовых полос молекулярного азота в авроральной ионосфере и в условиях лабораторного разряда Кириллов А.С. Полярный геофизический институт г. Апатиты Мурманской области

Полосы молекулярного азота Полосы Вегарда-Каплана N 2 (A 3 u +,v) N 2 (X 1 g +,v) + h VK Полосы Лаймана-Бирджа-Хопфилда N 2 (a 1 g,v) N 2 (X 1 g +,v) + h LBH

Рассматриваемые процессы при гашении N 2 (A 3 u +,v) + N 2 Межмолекулярные процессы N 2 (A 3 u +,v) + N 2 (X 1 g +,v=0) N 2 (X 1 g +,v ) + N 2 (Z,v ) Z= A 3 u +, B 3 g, W 3 u, B 3 u Внутримолекулярные процессы N 2 (A 3 u +,v) + N 2 (X 1 g +,v=0) N 2 (B 3 g,v ) + N 2 (X 1 g +,v=0) Kirillov A.S. Application of Landau-Zener and Rosen-Zener approximations to calculate rates of electron energy transfer processes. // Adv. Space Res., 2004a, v.33, p

N 2 (A 3 u +,v) + N 2 Kirillov, 2010, Ann. Geophys., 28, p сплошная линия Dreyer and Perner, 1973, J. Chem. Phys., 58, p кресты

Рассматриваемые процессы при гашении N 2 (B 3 g,v) + N 2 Межмолекулярные процессы N 2 (B 3 g,v) + N 2 (X 1 g +,v=0) N 2 (X 1 g +,v ) + N 2 (Z,v ) Z= A 3 u +, B 3 g, W 3 u, B 3 u Внутримолекулярные процессы N 2 (B 3 g,v) + N 2 (X 1 g +,v=0) N 2 (A 3 u +,v ) + N 2 (X 1 g +,v=0) N 2 (B 3 g,v) + N 2 (X 1 g +,v=0) N 2 (W 3 u,v ) + N 2 (X 1 g +,v=0) N 2 (B 3 g,v) + N 2 (X 1 g +,v=0) N 2 (B 3 u,v ) + N 2 (X 1 g +,v=0)

N 2 (B 3 g,v) + N 2 Kirillov, 2004b, Adv. Space Res., 33, p сплошная линия Piper, 1988, J. Chem. Phys., 88, p кресты Shemansky, 1976, J. Chem. Phys., 64, p треугольники

Рассматриваемые процессы при гашении N 2 (a 1 u,v) + N 2 Межмолекулярные процессы N 2 (a 1 u,v) + N 2 (X 1 g +,v=0) N 2 (X 1 g +,v ) + N 2 (Y,v ) Y= a 1 u, a 1 g, w 1 u Внутримолекулярные процессы N 2 (a 1 u,v) + N 2 (X 1 g +,v=0) N 2 (a 1 g,v ) + N 2 (X 1 g +,v=0) N 2 (a 1 u,v) + N 2 (X 1 g +,v=0) N 2 (X 1 g +,v ) + N 2 (Z,v ) N 2 (a 1 u,v) + N 2 (X 1 g +,v=0) N 2 (Z,v ) + N 2 (X 1 g +,v=0) Z= A 3 u +, B 3 g, W 3 u, B 3 u

N 2 (a 1 u,v) + N 2 Кириллов, 2011а, ЖТФ - сплошная линия Kirillov, 2011, JQSRT - пунктирная линия Umemoto et al., 2002, J. Chem. Phys., 117, p крест Khachatrian et al., 2003, EOS Trans. AGU, 84, p.F треугольник

Рассматриваемые процессы при гашении N 2 (a 1 g,v) + N 2 Межмолекулярные процессы N 2 (a 1 g,v) + N 2 (X 1 g +,v=0) N 2 (X 1 g +,v ) + N 2 (Y,v ) Y= a 1 u, a 1 g, w 1 u Внутримолекулярные процессы N 2 (a 1 g,v) + N 2 (X 1 g +,v=0) N 2 (a 1 u,v ) + N 2 (X 1 g +,v=0) N 2 (a 1 g,v) + N 2 (X 1 g +,v=0) N 2 (w 1 u,v ) + N 2 (X 1 g +,v=0) N 2 (a 1 g,v) + N 2 (X 1 g +,v=0) N 2 (X 1 g +,v ) + N 2 (Z,v ) N 2 (a 1 g,v) + N 2 (X 1 g +,v=0) N 2 (Z,v ) + N 2 (X 1 g +,v=0) Z= A 3 u +, B 3 g, W 3 u, B 3 u

N 2 (a 1 g,v) + N 2 Кириллов, 2011а, ЖТФ - сплошная линия Kirillov, 2011, JQSRT - пунктирная линия van Veen et al., 1982, J. Chem. Phys., 77, p кресты Gudipati et al., 2002, EOS Trans. AGU, 83, p.S236 - треугольники

Рассматриваемые процессы при гашении N 2 (A 3 u +,v) + O 2 Межмолекулярные процессы N 2 (A 3 u +,v) + O 2 (X 3 g,v=0) N 2 (X 1 g +,v ) + O 2 (Z,v ) (O + O) Z= c 1 u, A 3 u, A 3 u +, B 3 u Внутримолекулярные процессы N 2 (A 3 u +,v) + O 2 (X 3 g,v=0) N 2 (B 3 g,v ) + O 2 (X 3 g,v=0)

N 2 (A 3 u +,v) + O 2 Kirillov, 2010, Ann. Geophys., 28, p сплошная линия Dreyer et al., 1974, J.Chem. Phys., 61, p круги Thomas and Kaufman, 1985, J. Chem. Phys., 83, p треугольники De Benedictis and Dilecce, 1997, J. Chem. Phys., 107, p кресты

Рассматриваемые процессы при гашении N 2 (B 3 g,v) + O 2 Межмолекулярные процессы N 2 (B 3 g,v) + O 2 (X 3 g,v=0) N 2 (X 1 g +,v ) + O 2 (Z,v ) (O + O) Z= c 1 u, A 3 u, A 3 u +, B 3 u (1 3 g, 1 1 g ) N 2 (B 3 g,v) + O 2 (X 3 g,v=0) N 2 (Y,v ) + O 2 (a 1 g, b 1 g +,v ) Y= A 3 u +, W 3 u, B 3 u Внутримолекулярные процессы N 2 (B 3 g,v) + O 2 (X 3 g,v=0) N 2 (Y,v ) + O 2 (X 3 g,v=0) Y= A 3 u +, W 3 u, B 3 u

N 2 (B 3 g,v) + O 2 Kirillov, 2011, JQSRT - сплошная линия Umemoto, 2003, Phys. Chem. Chem. Phys., 5, p треугольник Piper, 1992, J. Chem. Phys., 97, p кресты

Рассматриваемые процессы при гашении N 2 (a 1 u,v) + O 2 Межмолекулярные процессы N 2 (a 1 u,v) + O 2 (X 3 g,v=0) N 2 (X 1 g +,v ) + O 2 (Z,v ) (O + O) Z= A 3 u, A 3 u +, B 3 u (1 3 g ) N 2 (a 1 u,v) + O 2 (X 3 g,v=0) N 2 (Y,v ) + O 2 (a 1 g, b 1 g +,v ) Y= A 3 u +, B 3 g, W 3 u, B 3 u Внутримолекулярные процессы N 2 (a 1 u,v) + O 2 (X 3 g,v=0) N 2 (a 1 g,v ) + O 2 (X 3 g,v=0)

N 2 (a 1 u,v) + O 2 Kirillov, 2011, JQSRT - сплошная линия Umemoto et al., 2003, J. Chem. Phys., 118, p треугольник Piper, 1987, J. Chem. Phys., 87, p крест

Рассматриваемые процессы при гашении N 2 (a 1 g,v) + O 2 Межмолекулярные процессы N 2 (a 1 g,v) + O 2 (X 3 g,v=0) N 2 (X 1 g +,v ) + O 2 (Z,v ) (O + O) Z= A 3 u, A 3 u +, B 3 u (1 3 g ) N 2 (a 1 g,v) + O 2 (X 3 g,v=0) N 2 (Y,v ) + O 2 (a 1 g, b 1 g +,v ) Y= A 3 u +, B 3 g, W 3 u, B 3 u Внутримолекулярные процессы N 2 (a 1 g,v) + O 2 (X 3 g,v=0) N 2 (a 1 u,v ) + O 2 (X 3 g,v=0) N 2 (a 1 g,v) + O 2 (X 3 g,v=0) N 2 (w 1 u,v ) + O 2 (X 3 g,v=0)

N 2 (a 1 g,v) + O 2 Kirillov, 2011, JQSRT - сплошная линия Khachatrian et al., 2003, EOS Trans. AGU, 84, p.F треугольники Marinelli et al., 1989, J. Chem. Phys., 90, p крест

Синглетные состояния N 2 Eastes R.W., Dentamaro A.V. Collision-induced transitions between the a 1 g, a 1 u, w 1 u states of N 2 : Can they affect auroral N 2 Lyman- Birge-Hopfield band emissions? J. Geophys. Res., 1996, 101, p e + N 2 (X 1 g +,v=0) N 2 (a 1 u,a 1 g,w 1 u,v) N 2 ( 1 ) N 2 ( 2 ) + h N 2 ( ) + M N 2 (X 1 ) + M, M = N 2, O 2, O

Morrill J.S., Benesch W.M. Auroral N 2 emissions and the effect of collisional processes on N 2 triplet state vibrational population.// J. Geophys. Res., 1996, 101, p Eastes R.W., Dentamaro A.V. Collision-induced transitions between the a 1 g, a 1 u, w 1 u states of N 2 : Can they affect auroral N 2 Lyman-Birge-Hopfield band emissions? // J. Geophys. Res., 1996, 101, p Kirillov A.S. Electronically excited molecular nitrogen and molecular oxygen in the high-latitude upper atmosphere. // Ann. Geophys., 2008, v.26, p Kirillov A.S. Electronic kinetics of molecular nitrogen and molecular oxygen in high-latitude lower thermosphere and mesosphere. // Ann. Geophys., 2010, v.28, p Кириллов А.С. Синглетный молекулярный азот в авроральной ионосфере и в условиях лабораторного разряда. // Журнал Технической Физики, 2011.

Относительная колебательная заселенность N 2 (a 1 g,v) в ионосфере Кириллов, 2011, ЖТФ - сплошная и пунк. линии Cartwright, 1978, JGR, 83, p круги Dashkevich et al., 1993, PSS, 41, p.81 - треугольники Eastes, Dentamaro, 1996, JGR, 101,p кресты Eastes, Sharp, 1987, JGR, 92, p звезды

Относительная колебательная заселенность N 2 (a 1 g,v) в смеси N 2 -O 2 20% O 2 1 Па - сплошная линия 10 Па - пунктиры 100 Па - круги 1000 Па - кресты

Относительная колебательная заселенность N 2 (a 1 g,v) в смеси N 2 -O 2 5% O 2 1 Па - сплошная линия 10 Па - пунктиры 100 Па - круги 1000 Па - кресты

Относительная колебательная заселенность N 2 (a 1 g,v) в смеси N 2 -O 2 1% O 2 1 Па - сплошная линия 10 Па - пунктиры 100 Па - круги 1000 Па - кресты

Относительная колебательная заселенность N 2 (a 1 g,v) в смеси N 2 -O 2 0% O 2 1 Па - сплошная линия 10 Па - пунктиры 100 Па - круги 1000 Па - кресты

Зависимость отношения I /I от давления Полосы Лаймана-Бирджа- Хопфилда a 1 g,v=2 X 1 g +,v=0 + h a 1 g,v=4 X 1 g +,v=0 + h % O 2 - сплошная линия 5% O 2 - пунктиры 1% O 2 - круги 0% O 2 - кресты

Относительная колебательная заселенность N 2 (A 3 u +,v) в смеси N 2 -O 2 20% O 2 1 Па - сплошная линия 10 Па - пунктиры 100 Па - круги 1000 Па - кресты

Относительная колебательная заселенность N 2 (A 3 u +,v) в смеси N 2 -O 2 5% O 2 1 Па - сплошная линия 10 Па - пунктиры 100 Па - круги 1000 Па - кресты

Относительная колебательная заселенность N 2 (A 3 u +,v) в смеси N 2 -O 2 1% O 2 1 Па - сплошная линия 10 Па - пунктиры 100 Па - круги 1000 Па - кресты

Относительная колебательная заселенность N 2 (A 3 u +,v) в смеси N 2 -O 2 0% O 2 1 Па - сплошная линия 10 Па - пунктиры 100 Па - круги 1000 Па - кресты

Зависимость отношения I /I от давления Полосы Вегарда-Каплана A 3 u +,v=0 X 1 g +,v=5 + h A 3 u +,v=1 X 1 g +,v=5 + h % O 2 - сплошная линия 5% O 2 - пунктиры 1% O 2 - круги 0% O 2 - кресты

Выводы 1. На основании квантово-химических приближений рассчитаны коэффициенты гашения синглетных a' 1 u, a 1 g, w 1 u и триплетных A 3 u +, B 3 g, W 3 u, B' 3 u состояний молекулы N 2 при столкновениях с молекулами N 2 и О Рассчитанные коэффициенты были использованы при расчете относительной колебательной заселенности молекул N 2 (a 1 g,v=0-6) и N 2 (A 3 u +,v=0-20) для условий возбуждения электронным ударом в смеси газов N 2 и О 2 при различном содержании О 2 и давлениях. Показана важная роль столкновительных процессов в электронной кинетике молекулярного азота и в свечении ультрафиолетовых полос Лаймана-Бирджа-Хопфилда и Вегарда-Каплана.

NATO ASI конференция, , Киев Kirillov A.S. Excitation and quenching of ultraviolet nitrogen bands in the mixture of N 2 and O 2 molecules. // JQSRT, Кириллов А.С. Расчет коэффициентов скоростей гашения электронно-возбужденного синглетного молекулярного азота. // ЖТФ, Кириллов А.С. Синглетный молекулярный азот в авральной ионосфере и в условиях лабораторного разряда. // ЖТФ, СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ !