Закон сохранения энергии

Тема: Энергетические уровни молекул. Спектры.

Тема: Энергетические уровни молекул. Спектры.

• Колебательно-вращательный Гамильтониан. Взаимодействие молекулы с излучением. Основы нестационарной теории возмущений. Резонансные переходы, общие правила отбора для вращательных и колебательных переходов.
• Поглощение, излучение. Комбинационное рассеяние света, основные закономерности, правила отбора.
• Форма спектральной линии.

КОМФ ЦКО УрФУ
Курс: МОЛЕКУЛЯРНАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ. Атмосферные приложения
Структура колебательно-вращательных уровней. Заселенности уровней
E00 ; (V=0, j=0)
E0,3; (V=0, j=3)
E10 ; (V=1, j=0)
E1,2; (V=1, j=2)
E2,0 ; (V=2, j=0)
E3,0; (V=3, j=0)
E4,0; (V=4, j=0)
E5,0; (V=5, j=0)
hn
Типичный спектр уходящего в космос теплового излучения Земли регистрируемый спектрометром IMG со спутника ADEOS в безоблачной атмосфере.
Колебательно-вращательный Гамильтониан.
Взаимодействие молекулы с электромагнитным излучением
Основы нестационарной теории возмущений
(1)
(2)
Вероятности переходов между энергетическими уровнями молекулы
- вероятность нахождения молекулы на уровне n в момент времени t при условии, что в начальный момент она находилась на уровне m
W (t) = (D + Q + …)*(t) – оператор взаимодействия молекулы с полем
D и Q - дипольный и квадрупольный моменты молекулы
Поглощение. Функция пропускания. Комбинационное рассеяние света
E v, j
E v’, j’
hn
hn = E v=1, j’ - E v=0, j
- закон сохранения энергии
j - j’ = +-1 – закон сохранения момента количества движения
hn1
hn2
Контур линии поглощения
- Лоренцевский контур линии поглощения атмосферных газов (столкновительное уширение -уширение давлением)
- полуширина линии
- Допплеровское полуширина линии
- естественное уширение. Радиационный (Лоренцевский) контур линии
- радиационная ширина линии
Допплеровский контур линии
Лоренцевский контур линии
- нормировка
Контур Фойгта - свертка Лоренцевского и
Доплеровского контуров
- условие нормировки
- нормировочный множитель

Дистанционное зондирование атмосферы в тепловом диапазоне с высоким спектральным разрешением: со спутников и с поверхности Земли.

измерения ИК спектров
атмосферы

• глобальное распределение

атмосферных параметров

• временные ряды

Мониторинг параметров атмосферы со спутников на полярных орбитах

Схема спутникового сканирования атмосферы и подстилающей поверхности с полярной орбиты (гиперспектральный сенсор AIRS на спутнике AQUA)

Изменение концентраций CO2, CH4 и температуры приземного воздуха за последнее тысячелетие
[Global Environment Outlook 3. UNEP, 2002]