Взаимодействие атомов натрия с молекулярным азотом в верхней атмосфере земли

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В последние годы в большом объеме стали доступны спутниковые данные по желтому свечению натриевого слоя, находящегося на высоте 85–95 км от поверхности Земли. Исследования оптической активности на частотах D-линий натрия необходимы для лучшего понимания плазмохимических процессов, протекающих в мезосфере. Следует учитывать, что эти процессы протекают в нейтральной среде, основным компонентом которой является молекулярный азот. В данной работе получены аналитические численные аппроксимации для элементов 3 × 3-матрицы взаимодействия между Na(2Pj) и N2(X 1Sg+) и потенциала взаимодействия между Na(2S1/2) и N2(X 1Sg+) на больших и средних расстояниях между частицами, которые определяют столкновительное уширение спектральных линий. Учтены обменное, квадруполь-квадрупольное, дисперсионное и спин-орбитальное взаимодействия. Обменное взаимодействие между валентным электроном Na и N2(X 1Sg+) описано локальным псевдопотенциалом Гельмана. При расчете дальнодействующих квадруполь-квадрупольного и дисперсионного взаимодействий учитывался эффект перекрытия электронных плотностей Na(2S1/2,2Pj) и N2(X 1Sg+).

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

С. Я. Уманский

Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семёнова Российской академии наук

Email: golubkov@chph.ras.ru
Россия, Москва

С. О. Адамсон

Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семёнова Российской академии наук

Email: golubkov@chph.ras.ru
Россия, Москва

А. С. Ветчинкин

Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семёнова Российской академии наук

Email: golubkov@chph.ras.ru
Россия, Москва

Г. В. Голубков

Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семёнова Российской академии наук; Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Email: golubkov@chph.ras.ru
Россия, Москва; Москва

М. А. Деминский

ООО “Кинтех Лаб”

Email: golubkov@chph.ras.ru
Россия, Москва

О. А. Ольхов

Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семёнова Российской академии наук

Email: golubkov@chph.ras.ru
Россия, Москва

И. Г. Степанов

Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семёнова Российской академии наук

Email: golubkov@chph.ras.ru
Россия, Москва

Ю. А. Чайкина

Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семёнова Российской академии наук

Email: golubkov@chph.ras.ru
Россия, Москва

А. И. Шушин

Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семёнова Российской академии наук

Email: golubkov@chph.ras.ru
Россия, Москва

М. Г. Голубков

Semenov Federal Research Center for Chemical Physics, Russian Academy of Sciences

Автор, ответственный за переписку.
Email: golubkov@chph.ras.ru
Россия, Moscow

Список литературы

  1. Голубков М.Г., Дмитриев А.В., Суворова А.В. и др. // Хим. физика. 2022. Т. 41. № 5. C. 84; https://doi.org/10.31857/S0207401X22050065
  2. Фролов В.Л., Куликов Ю.Ю., Троицкий А.В. // Хим. физика. 2022. Т. 41. № 10. С. 38; https://doi.org/10.31857/S0207401X22100053
  3. Голубков Г.В., Адамсон С.О., Борчевкина О.П. и др. // Хим. физика. 2022. Т. 41. № 5. С. 53; https://doi.org/10.31857/S0207401X22050053
  4. Бахметьева Н.В., Жемяков И.Н. // Хим. физика. 2022. Т. 41. № 10. С. 65; https://doi.org/10.31857/S0207401X2210003X
  5. Clemesha B.R. // Adv. Sp. Res. 1990. V. 10. № 10. P. 59; https://doi.org/10.1016/0273-1177(90)90010-W
  6. Clemesha B.R., Batista P.P., Simonich D.M. et al. // J. Geophys. Res. Atmos. 2004. V. 109. D11306; https://doi.org/10.1029/2003JD004496
  7. Marsh D.R., Janches D., Feng W. et al. // J. Geophys. Res. Atmos. 2013. V. 118. № 19. P. 11442; https://doi.org/10.1002/jgrd.50870
  8. Plane J.M.C., Feng W., Dawkins E.C.M. // Chem. Rev. 2015. V. 115. № 10. P. 4497; https://doi.org/10.1021/cr500501m
  9. Langowski M.P., von Savigny C., Burrows J.P. et al. // Atmos. Meas. Tech. 2016. V. 9. № 1. P. 295; https://doi.org/10.5194/amt-9-295-2016
  10. Kumar Y.B., Prasanth P.V., Rao D.N. et al. // Earth, Planets Sp. 2007. V. 59. № 6. P. 601; https://doi.org/10.1186/BF03352722
  11. Gardner C.S., Liu A.Z. // J. Geophys. Res. Atmos. 2010. V. 115. D20302; https://doi.org/10.1029/2010JD014140
  12. Moussaoui N., Clemesha B.R., Holzlöhner R. et al. // Astron. Astrophys. 2010. V. 511. № 3. A31; https://doi.org/10.1051/0004-6361/200913281
  13. Xun Y., Yang G., Wang J. et al. // Atmosphere. 2020. V. 11. № 3. 284; https://doi.org/10.3390/atmos11030284
  14. Cheng X., Yang G., Yuan T. et al. // Remote Sens. 2020. V. 12. № 22. 3678; https://doi.org/10.3390/rs12223678
15. Clemesha B.R., Martins Jorge M.P.P., Simonich D.M. et al. // Adv. Sp. Res. 1997. V. 19. № 4. P. 681; https://doi.org/10.1016/S0273-1177(97)00163-4
  15. Allard N., Kielkopf J. // Rev. Mod. Phys. 1982. V. 54. № 4. P. 1103; https://doi.org/10.1103/RevModPhys.54.1103
  16. Demura A.V., Umanskii S.Y., Scherbinin A.V. et al. // J. Phys. Conf. Ser. 2012. V. 397. № 1. 012033; https://doi.org/10.1088/1742-6596/397/1/012033
  17. Уманский С.Я., Адамсон С.О., Ветчинкин А.С. и др. // Хим.физика. 2023. Т. 42. № 4. C. 31 ; https://doi.org/10.31857/S0207401X23040143
  18. Bottcher C. // Chem. Phys. Lett. 1975. V. 35. № 3. P. 367 ; https://doi.org/10.1016/0009-2614(75)85621-1
  19. Habitz P. // Chem. Phys. 1980. V. 54. № 1. P. 131; https://doi.org/10.1016/0301-0104(80)80043-7
  20. Archirel P., Habitz P. // Chem. Phys. 1983. V. 78. № 2. P. 213; https://doi.org/10.1016/0301-0104(83)85108-8
  21. Poppe D., Papierowska-Kaminski D., Bonačić-Koutecký V. // J. Chem. Phys. 1987. V. 86. № 2. P. 822; https://doi.org/10.1063/1.452761
  22. Goldstein R.,Grosser J., Hoffmann O. et al. // J. Chem. Phys. 2001. V. 114. № 5. P. 2144; https://doi.org/10.1063/1.1337060
  23. Jungen M. // Helv. Chim. Acta. 2001. V. 84. № 6. P. 1459; https://doi.org/10.1002/1522-2675(20010613)84: 6<1459::AID-HLCA1459>3.0.CO;2-J
  24. Figl C., Goldstein R., Grosser J. et al. // J. Chem. Phys. 2004. V. 121. № 22. P. 11068; https://doi.org/10.1063/1.1818121
  25. Rebentrost F., Figl C., Goldstein R. et al. // J. Chem. Phys. 2008. V. 128. № 22. P. 1; https://doi.org/10.1063/1.2928716
  26. Nikitin E.E., Umanskii S.Y. Theory of slow atomic collisions. V.30. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 1984; https://doi.org/10.1007/978-3-642-82045-8
  27. Nikitin E.E., Umanskii S.Y. // Theor. Chim. Acta. 1973. V. 28. № 2. P. 121; https://doi.org/10.1007/BF00528656
  28. Reznikov A.I., Umanskii S.Y. // Russ. J. Phys. Chem. 2002. V. 76. № S1. P. S13.
  29. Резников А.И., Уманский С.Я., Чайкина Ю.А. // Хим. физика. 2007. Т. 26. № 7. С. 14.
  30. Галицкий В.М., Никитин Е.Е., Смирнов Б.М. Теория столкновений атомных частиц. М: Наука,1981.
  31. Hellmann H. // J. Chem. Phys. 1935. V. 3. № 1. P. 61; https://doi.org/10.1063/1.1749559
  32. Гельман Г. Квантовая химия. М.-Л: Гостехтеоретиздат, 1937.
  33. Гомбаш П. Проблема многих частиц в квантовой механике. М: Изд-во иностр. лит., 1952.
  34. Baylis W.E. // J. Chem. Phys. 1969. V. 51. № 6. P. 2665; https://doi.org/10.1063/1.1672393
  35. Pascale J., Vandeplanque J. // J. Chem. Phys. 1974. V. 60. № 6. P. 2278; https://doi.org/10.1063/1.1681360
  36. Wahlstrand K.J., Numrich R.W., Dahler J.S. et al. // J. Phys. B At. Mol. Phys. 1977. V. 10. № 9. P. 1687; https://doi.org/10.1088/0022-3700/10/9/019
  37. Czuchaj E., Sienkiewicz J. // Z. Naturforsch. A. 1979. V. 34. № 6. P. 694; https://doi.org/10.1515/zna-1979-0604
  38. Düren R., Moritz G. // J. Chem. Phys. 1980. V. 73. № 10. P. 5155; https://doi.org/10.1063/1.439994
  39. Khristenko S. V., Maslov A.I., Shevelko V.P. Molecules and Their Spectroscopic Properties. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 1998; https://doi.org/10.1007/978-3-642-71946-2
  40. Rapp D., Chang C.M. // J. Chem. Phys. 1972. V. 57. № 10. P. 4283; https://doi.org/10.1063/1.1678060
  41. Rapp D., Chang C.M. // J. Chem. Phys. 1973. V. 58. № 6. P. 2657; https://doi.org/10.1063/1.1679551
  42. Burke P.G., Chandra N. // J. Phys. B: At., Mol. Phys. 1972. V. 5. № 9. P. 1696; https://doi.org/10.1088/0022-3700/5/9/013
  43. Kahn L.R., Baybutt P., Truhlar D.G. // J. Chem. Phys. 1976. V. 65. № 10. P. 3826; https://doi.org/10.1063/1.432900
  44. Czuchaj E., Sienkiewicz J., Miklaszewski W. // Chem. Phys. 1987. V. 116, № 1. P. 69; https://doi.org/10.1016/0301-0104(87)80069-1
  45. Trail J.R., Needs R.J. // J. Chem. Phys. 2017. V. 146. № 20. 204107; https://doi.org/10.1063/1.4984046
  46. Адамсон С.О., Харлампиди Д.Д., Голубков Г.В. и др. // Хим. физика. 2020. Т. 39. № 4. С. 11; https://doi.org/10.31857/S0207401X20040020
  47. Адамсон С.О., Харлампиди Д.Д., Голубков Г.В. и др. // Хим. физика. 2020. Т. 39. № 10. С. 9; https://doi.org/10.31857/S0207401X20100027
  48. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Курс теоретической физики: Т. 3. Квантовая механика (нерелятивистская теория). М: Физматлит, 2004.
  49. Варшалович Д.А., Москалев А.Н., Херсонский В.К. Квантовая теория углового момента. Л: Наука, 1975.
  50. Maroulis G. // J. Chem. Phys. 2003. V. 118. № 6. P. 2673; https://doi.org/10.1063/1.1535443
  51. Kobus J. // Phys. Rev. A. 2015. V. 91. № 2. 022501; https://doi.org/10.1103/PhysRevA.91.022501
  52. Ransil B.J. // Rev. Mod. Phys. 1960. V. 32. № 2. P. 245; https://doi.org/10.1103/RevModPhys.32.245
  53. Собельман И.И. Введение в теорию атомных спектров. М.: Физматгиз, 1963.
  54. Carlson B.C., Rushbrooke G.S. // Math. Proc. Camb. Philos. Soc. 1950. V. 46. № 4. P. 626; https://doi.org/10.1017/S0305004100026190
  55. Gray C.G. // Can. J. Phys. 1968. V. 46. № 2. P. 135; https://doi.org/10.1139/p68-020
  56. Tang K.T., Toennies J.P. // J. Chem. Phys. 1978. V. 68. № 12. P. 5501; https://doi.org/10.1063/1.435678
  57. Tang K.T., Toennies J.P. // J. Chem. Phys. 1984. V. 80. № 8. P. 3726; https://doi.org/10.1063/1.447150
  58. Mahan G.D. // J. Chem. Phys. 1968. V. 48. № 2. P. 950; https://doi.org/10.1063/1.1668749
  59. Mahan G.D. // J. Chem. Phys. 1969. V. 50. № 6. P. 2755; https://doi.org/10.1063/1.1671441
  60. Amaee B., Bottcher C. // J. Phys. B: At. Mol. Phys. 1978. V. 11. № 7. P. 1249; https://doi.org/10.1088/0022-3700/11/7/022
  61. Резников А.И., Уманский С.Я. // Хим.физика. 2004. Т. 23. № 10. С. 5.
  62. Weeks D.E., Niday T.A., Yang S.H. // J. Chem. Phys. 2006. V. 125. № 16. P. 1; https://doi.org/10.1063/1.2222369
  63. Rebentrost F., Lester W.A. // J. Chem. Phys. 1976. V. 64. № 9. P. 3879; https://doi.org/10.1063/1.432705
  64. Alexander M.H., Yang M. // J. Chem. Phys. 1995. V. 103. № 18. P. 7956; https://doi.org/10.1063/1.470213

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Системы координат K(xyz) и K1(x1y1z1), используемые при построении отвечающих набору LM волновых функций правильной симметрии системы Na–N2. Здесь R – вектор между центром масс молекулы N2 и ядром атома Na, r и r1 – радиус-векторы валентного электрона атома Na в системах координат K и K1 соответственно; Q – угол между вектором R и направлением оси молекулы N2.

Скачать (25KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Системы координат K0(x0y0z0), K1(x1y1z1) и K2(x2y2z2), используемые при расчете матричных элементов и . Здесь R – вектор между центром масс молекулы N2 и ядром атома Na; r0, r1 и r2 – радиус-векторы валентного электрона атома Na в системах координат K0, K1 и K2 соответственно; Q – угол между вектором R и направлением оси молекулы N2.

Скачать (37KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024