Динамика колебательно-вращательно-поступательного энергообмена возбужденных (ангармонических) молекул тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.17 ВАК РФ

Смирнов, Андрей Леонидович АВТОР
кандидата физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
Черноголовка МЕСТО ЗАЩИТЫ
1991 ГОД ЗАЩИТЫ
   
01.04.17 КОД ВАК РФ
Автореферат по физике на тему «Динамика колебательно-вращательно-поступательного энергообмена возбужденных (ангармонических) молекул»
 
Автореферат диссертации на тему "Динамика колебательно-вращательно-поступательного энергообмена возбужденных (ангармонических) молекул"

АКАДЕМИЯ НАУК СССР

Г

ОРДЕНА ЛЕНИНА ИНСТИТУТ ХИМИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ имени АКАДЕЛ1ИКЛ Н. Н. СЕМЕНОВА

На правах рукописи

СМИРНОВ Андрей Леонидович

ДИНАМИКА КОЛЕБАТЕЛЬНО-ВРАЩАТЕЛЬНО-ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ЭНЕРГООБМЕНА ВОЗБУЖДЕННЫХ (АНГАРМОНИЧЕСКИХ)МОЛЕКУЛ

Специальность 01.04.17 — химическая физика, в том числе физика горения и взрыва

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Работа выполнена в Отделении ордена Ленина Института химической физики АН СССР.

Научный руководитель: доктор физико-математических наук Скребков О. В.

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук, профессор Осипов А. И., кандидат физико-математических наук Уманский С. Я-

Ведущая организация: Московский физико-технический институт -

Защита состоится _/^'¿^______1991 г. в час

на заседании специализированного совета Д.002.26.02 в Институ те химической физики АН СССР по адресу: 142432,' Московска! область, Ногинский район, Черноголовка, ОИХФ АН СССР кор. 1/2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОИХФ АР СССР.

Автореферат разослан « ^ »__—1991 года.

Usvjur.,^

Ученый секретарь Ц^С' /7п / -.-/'"

специализированного совета , у^К^/, А. А. Юдано

© Ордена Ленина Институт химической физики им. H. Н. Семенова АН ССС

0&.АЯ /АРА'С. '.:.и'.' .* ;

Актуальное1!*, тем». При исслелоч-.«.и [мических процессов в газах необходим учет нсо I по внутренним степеням свобод»' иолекул, г первую оче-:дь, по колебательным ввиду их энергоемкости, орагнптечь-з больших времен релаксэчии и существенного влияния их ээб/нгения на скорость химических реакций. В настоклее эемя в связи с развитием лазерной техники и технологии, ^явлением новых методов экспериментальных исследовании, )лее глубоким пониманием механизма химических прелюде-большое внимание привлекает процессы релаксации молвил, находятся при высоких степенях возбуждения. В тео-1И 1(олебатР1ыюй релаксации становятся актуальными зада-д детального анализа заоеленностей уровней, а так«е чередования релаксации в существенно неравновоенчх услови-<, в том числе задачи о совместной протекании колебатель-эй, врацательной и поступательной релаксации. В динамиче-кон аспекте проблемы особое значение приобретает направ-зние, связанное с определением зависимостей характерис-1к столкновения (сечений, переданных.энергий) от началь-эго колебательного и врацательного возбуждения молекул, ребут'^е, преаде всего, корректного учета акгармочгшо-ги молекулярных колебаний. На этот,счет э настоящее вре я .срайне мало кап ^/спериментальной, так и теоретической иформацли. Объясняется это с одной стороны чрезвычайной рудоемкостыэ эксперимента, а с другой - слонностью урав-зний даже простейших моделей, учитывающих ангармоничность, аиность данного направления подчеркивается тем фактом, ' то до насто-цего времени при кинетических исследованиях аке простейших систем практически единственным способом чета колебательного возбуждения остается теория Шварпа', • лавского, Герцфельда или её модификации, основанные на • одели квазигармонического осциллятора-с вчнуждащей си-ы. Недостатком такого подхода, сужап'дим границы его при-

мен"мости, является игнорирование многочодового характера ангармонических колебаний, неупругого характера взаимодействия, врацательных степеней свободы молекул.

Предметом диссертации я^ияется теоретическое исследование в рамках классической механики динамики обмена колебательной, вратетельноЛ и поступательной энергией при столкновениях молекул, -обмена. Особое внимание уделяется области высоких степеней колебательного возбуждения.

Цель работы состоит в развитии методов исследования и, собственно, в исследовании динамики парных столкновений при судественком пиянии ангармоничности молекулярных колебаний; в получении исходных данных для постановки и решения кинетических задач с колебательной, врацательнои и поступательной неравновесностью.

На зааиту выносятся следущие основные положения:

- анализ динамики УТ -обмена атома и двухатомной молекулы - ангармонического осциллятора в обцем случае соотношения масс частиц при произвольных анергиях колебательного .возбуждения и относительного поступательного движения ^

анализ динамика УКТ- обмена атома и двухатомной молекулы (ангармонического осциллятора - некесткого ротатора) в обцем случае по ыассам, вращательному и колебательному возбуждениям; определение границ применимости моделей и,условий преобладаний различных механизмов обмене;

- необходимость, метод и результаты учета влияния неупругого характера взаимодействия н? процессы VI"- и У^Т -обмена. .

Научная новизна работ« состоит в детальном анализе . .динамики процессов обмена в широком диапазоне параметров молекулярных систем VI условий столкновения '«„обусловлена, впервуй очередь, рассмотрением произвольного уровня колебательного возбундения и ангармоничности, а та'кяе примен н.ием вторбго порядка теории- воз,мучений для учета влияния иеупр/гого характера взаимодействия.

' .' ■ г

Научная и практическая .значимость работы состоит в :едупцем. Полученные результата могут применяться как для явственного, тик и дня количественного анализа динамики »лекулярных столкновений. Разработанные аналитические не-' |ды решения задачи универсальны с точки зрения воэмоиного тиснения их для рассмотрения других типов молекулярных, ютем и процессов обмена Зависимости характеристик энер-юбмеил от начал.лого возбуждения представлены в компакт-I!.' аналитическом виде и могут бить непосредственно исполь->ваны для постановки и решения различных кинетических за-•ч.

Достоверность результатов обеспечивается сравнением »лущенных аналитических завнси;:остей с результатами точ->го чиолен'^го решения задачи, сопоставлением в предель-IX или частных (по каким-либо параметрам) случаях с ранее местными или физически очевидными результатам!,'.

^робапия_рабо^ы_и_п£бликации. Основные результаты ;ссертации докладывались на яколах-семинарах "Фундамен-шьные проблемы Физики ударных волн" (Аэау, ©84 и 1Э87) ; I И Всесоюзном совещании по детонации (Таллин, ¡985) ,* на Всесоозном совещании "Физика ударных волн" (Владивосток, >89); на "еиинарах и конкурсах научных работ НХФ АН СССР Е984-Ь89). • '

Содержание работы отражено в трех препринтах ОИХФ А1. ¡СР и четырех статьях, список помечен в конце автореферата.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из ¡едения, трех глав и заключения. ОбциП объем диссертации ютавляет II'* страниц, включая 86 страниц текста, 19 -рисков и список.литературы из 70 наименования.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснован выбор темы исследования,^сфор--глировань цель работы и с новные положения, выносимые' па* щиту, кратко представлено содержание диссертации. В тре->ем параграфе .введения дан обзор литературы,, посвяденной • эоцессаи УТ~ и УК Т"-обмена.

3 .'•■':

Чи.и'те ыи неЛиме черти процесса V/ -обмена правильно ,')И'.!>лтчтсл простейшей моделью - коллинпарное столкновение ьласскчгсского осциллятора с с'асструктурнор частицей (следом). А случае гармониче. .ого осциллятора задача впервые ^ипи рассмотоека еле в 1936 г. Ландау и Теллером и к нйгдояцему времени довольно подробно изучена £1, 2Д. В случле -:>е ангармонического осциллятора систематического исзиедованил' ь широком диапазоне параметров ке проводилось у.отч известны примеры как численных, так и прибликенных апалитичес! и;: расчетов [3, V]. Важность результатов полученных в рамках коллинеарной модели столкновения, обусловлена тем, что с их помодью удалось )йъяснкть температурну» зависимость времени колебатыьной релаксации для большинства м олек/л, а такне получить компактные аналитические зависимости характеристик эиергообмена, являодиеся по сути единственным способом экстраполяции кинетических констант в область более высоких степеней колеб-тсльного возбуждения,

Мевду тем, из иыещейся литература с пределенностьо следуе^ вывод о важной роли вращательных степеней свободы в динэиирэ превращения колебательной энергии молекул. О неоднозначности этой роли свидетельствует разнообразие оп санных механизмов колебательной релаксации и соответствующих и..; моделей [2, 5-73, специфика которых определиетсч, рлавным-образом, типом врацательно-поступательного двике-ния и способом его рассмотрения. При этом для расчета изменения колебательного, состояния молекулы, как правило, с основу берется прибликение гзрмонического осциллятора с внешней силой или первое прибликение теорил возмуцсний, ' что диет ватную, но далеко не полнуо информации о динамике- столкновения.

В диссертации при построении аналитических моделей УКТ -обмена возбужденных (существенно ангармонических) молекул используется второе 'пр1б"ир5ние теории возмудени Данный метод позволяет, .в частности, получить динами"еок характеристики энергообиена, удовлетворяющие условно ()бр

имости, что.необходимо для их использования в кинетиче-ких задачах с' поступательной неравновесностьо. Варианты бъединения колебательных, вращательных и поступательных тепеней свободы в подсистемы соответствуют различным меха-изиан VRT -обмена. В первой главе исследован колебатель-о-поотупателышй обмен, и, собственно, развит метод реше-ия задачи.'Во второй глпче рассмотрено взаимодействие ко-ебани" с врацате-ьно-поступателыиш движением (, V" RT~об- . ен), что справедливо при достаточно медленном вроде нин олекулн. В третьей главе исследован случай взаимодействия оступательного двикения с переделяющимся колебательно-рацательным движением, характерным для высоких возбувде-ий ( VR -Т -обмен).

Задачи рассмотренные в диссертация, решены в рамках лассической механики с квазигтассическим заданием началь-ых условий. Результаты представлены в виде moi. нтов пере-аниой энергии (ил» действия). Их иоино непосредственно ио-ользовать' в кинетических задачах, сформулированных в ранах классической статистики [2, 3}. Моменты переданной онер» ии являются также наиболее оптимальной формой предогазле-ия результатов с точки зрыия та -соответствия реальным Байтовым величинам и возможности 'Перехода к вероятностям. |бласп этого соответствия - высокие возбуждения и с гергшт толтшовекия (или температуры) - представляет, пенвидймо у, наибольший интерес для кинетических исследований прокосов, лротенаюцих s условиях колебательной, врацателЬйой поступательной неравноЕесносги. ■ '

Первая глава поовяцейа динамике VT-обмена. Расокот»-. «на 'задача о коллинеарпом столкнмении ангармбничеокого юцпллятора . атомом. Гамшгьтонаон системы "осциллятор АВ-том С" представлен в безразмерном виде:

¿-О-^К^х-))** . (Г);

'ешеиие задачи завйсит от параметров

предельный случай — °о ■ отвемет гармоническому осцил^

лятору. Jt> и Р-с - параметры внутрн- и мекмолекулярного взаимодействия) и начальных энергий: поступательной <£т и колебательной , связанных со степенью возбуждения осциллятора ^ и параметром адиабатичности ( лв - основная частота, характерное время взаимо-

действия) соотношениями : „

, (lêrï а .

, Зависимость переданной энергии, A¿v , от начального колебательного возбумдения определяется в рамках теории яозмуцений ро параметру fini' . Малосх'ь р/ого параметра обеспечиваем слаб"» связь колебаний с поступательны., дви-нениеи. 13 нулевом приблниении решения уравнений двинения, описываюцце свободные колебания осциллятора и траекторис упругого столкновения, определяет переход от координат и импульсов к переметши о'нергия-фазв;-Далее, решение т-ет-ся в виде разложения по степеням (V^t-) методом последова тельных приближений. Результат представляется рядом Фурье по начальной (Тезе колебаний

■ ÂSV(S) ' £ Лк e*cf>(LiS) ■ Чер^з коэффициенты определяются требуьциеся для решения кинетических задач моменты классической вероятности Измеиепш? оьергйи осциллятора, в частности».

В первой приближении имеем -

i-де' Р(г) = тгг/Ж('яг) ¿0-&(}f)'/ Si * ' - частота*

" Фурье-КоМпонечта невозыуценной колебательной ïpaei ■тории/40 ^ О * Получаемое отсйда ййракение для « соответствует результату [ з] ti справедливо'паи ^ Л«ту • Данное.ограничение является1-следстйИёг. яеучета искажей"я колёбатёльной и поступательной траекторий, ï,e.'аеупруго; характера'взаимодействия, и.устраняется использованием В' poro 1рибликения Ари расчете .кое шита f\t ¡ i , • ', • ' :i' • б.

- I& -' Ю™ « & ■■ Ж

спда при ¿у = о следует известное выракение

Рг(а0) = Т^о) , (5)

отве.ствую'дее модели - гармонический осциллятор о .вьдещ^г юцей силой [I], а при £ -> (в частлои случае г.^шь--.ческого осциллятора) - формула для < Д^ > , полун^^ая талышм рассмотрением пронесла столкновения [г].

Величина,<обеспечивает обратимость вира»ецда :я преданной энергии и необходима (наряду с О

кинетических задачах с поступательной неравновесностыо, ¿е нельзя воспользоваться прп.ципом детального балганса [Я её исключения из кинетических уравнений.■

Сравнение о ре^льтатами точного численного расчета, угорай проводился интегрированием канонических уравнений, ютветствувцих гамияьтониону (I), показало, что формула О-'С^) обеспечивают достаточную точность для величин

'(((№*)г}-{й£у} )/Аь*. , характеризуштх 1ВИС1Ш0СТ1 :0т колебательного возбуждения, при м<?т ^ 1 ?о иа лрактике на является серьезным ограничением. Гогда 1" формула (5) для ¿¿° справедлива при Ш ^ 0,1 и трео/--р уточнения. • .

В адиабатическом пределе ( а, » 1) в обдем случав ) параметру м> необходим учет скатия осциллятора атомон. работе для случая гармопичеокого осциллятора иополь^ эван метоз, в основе которого - рассмотрение колебаний'о ависяцими от времени частотой и равновесным расстоянием. Зобцение на случай малых колебаний ангармонического йс- . ¿ллятора приводит к выражении ,

+ (б)

, качественно правильно описиваюцему немонотонную зависимость от /а и в целом, а при ^ с 1 ото описание является количественно правильным. .

В импульсном пределе ( ) столкновение осцил

лягора и атома происходит в виде серии парных контактов трех частиц. Задача сводитоя к нахождению траектории дви-нения материальной точки по плоскости «еад„' двумя стенками.с углом( в = ( '/г) меаду ними. В такой формула роаке она решена в оо'деи случае по /ю-, и

¿¿°~&г• (7)

' Формула (7) является точной » пределе о , пра вильио описывает многократные соудареиия атомов Ь и С в прлцессе столкновения. .Число соударений растет с ростом а При ш ^ </з - одно соударение, и результат

соответствует полученной ранее поправке Мейхана (ЧД. С у(/°ньиением энергии столкновения н^гнае- сказываться вли яаие .атома С «а соударение атомов А и В и атома А на соударение & и С . Учет-этого эффекта приводит к вь ранению для А£° , качественно правильно опиоывавдему не ' монотонную зависимость от <?т .

■ Вторая глава посвядена-влиянию вращательных степене£ .свободы молекулы на прсдесс УТ-обмеиа.

■ ■ Рассмотрена задача о столкновении двухатомной молек; . лы (ангармонического осциляягора-некьсгкого ротатора) 1 "атома, двинуцихся в фиксированной илоовооти. Гамильтонио! сизтеиы Иё> + С в■безразмерные переменно;; (си. ("]):

. ■ ■- . ' • ' С'

О

Здеоь - равновесное расстояние.

ИВ , й. - анизотропия межмолекулярного взаииодейотвия.ус и М - приведение массы Л-& и , длг гоио-

ядерных молекул и i1 = * для молекул типа гидридов.

В данной главе рассмотрен случай гомоядерных молекул, адиабатических столкновений и "медленного" вра*<

цения О = (¿п/£тУ/г/%о . <?е .-на-

чальная вра^ател-иая энергия). В этих условиях врадательпое и поступательное двикение связаны за счет импульсного RT-обмена, тогда как колебания можно считав обособленными.

На первом этапе решения задачи раосмртривается взаимодействие ротатора о атомом. Вращательные и поступательные координаты объединяется в одном векторе Q={ttei&,'is<M0,!ta'f'}. межмолекулярный потенциал представляется в окрестности точки наибольшего сближения, ¿Г0 , в локально-экспоненциальном виде, V(a)=> 14 [-JLK. (fi- ы0) ] , и находится . Цт -траектория системы':

Ш -ъ) + jf & Уг , (10)

На основании (10) определяется, в чаотности, изменение вращательной энергии молекулы. Условия справедливости данного подхода - малый угол поворота молекулы за время столкновения. В связи с этим механизм V.-ft"1" -обмена назван меха-., йизмом локализованного столкновения.

На втором этапе решения изменение колебательной энергии рассчитывается методом теории возмуаений (описанным в первой главе) в переменных , S , Р*. , В первом приближении находится величина .

((as^> « их2ма^(-¿-mf) . (и)

В условиях протекания энергообмена по механизму локализо- , • ванного столкновения, с i ,%< % • ^

н сильного влияния граде'ния,' 0 + 4.) \'.и

Jf = 0/8К) (ч 4*y</l. • л при условии 4 полу-

чается ^ » <) 4 и (II) соответствует результа-

ту коллинеарной модели (2), (3). Во втором прибликеш.л, учнтиваоцем искажения колебательной и врачателыю-поступэ-тельной траекторий, находится

• Формулы (II), (12) получены в приближении . При

\ как показано в первой главе, необходим учет ска-Тия молекулы атомом. Обобщение формулы (6) на случаи произвольной ориентации молекулы при позволило в'результате получить полузмпирическуо зависимость

< а'С> - % №.) /Р + Д ,

'Справедливую во всем исследованном диапазоне параметров и % ( Ч < 20 „ Ч >0,7) . Проведено сравнение с результатами Точного численного решения задачи. Получены средние по ансамблю значения переданной колебательной энергии и её квадрата для случая двух-Теипературного врацательно-поступательного распределения*, тюзволяпциё проанализировать влияние врацательной неравно-"веоности на процесс -колебательной релаксации.

^.ретья глава посвяцееа динвмике -обмена в уело- " чзиях сильной -связи колебаний о врацением.

Задача о столкновении иолекул рассмотрена в обцен виде для произвольного числа внутренних степеней свободы и 'прокз-вольного вида иеимолекулярного взаимодействие. В качестве нулевого прибливения используются траектории упру-■гс/го столкновения., чфо дозволяет охарактеризовать процесс ■термином "механизм «фойодното врацения" {б, 7]. Ганильиа-'нион системы пр'е^ста-влея « переменных действие-угол (3->У)

Вырамение С^ » усредненное по равновесному распределение ,.,при ^соответствует результату [5], по-ду^е^р^ .раьадх ¡Щ^рдь ^е^д^ного состояния.

• • • ¿о '• •"' '

I) следущем виде:

' Н(Г,Г)- + ит(1т) + . (13) '

Здесь ,' </. = И - пр..¿е- '

денная масса сталкивасяеПся ■ пара ; V - пачрчытя относительная скорость ; йэ. - характерное расстояние взаимодействия. _ Нщ описывает в обц»м случае неразделяоцееся коле-бот'ельно-Ерадйтелчюе двияение, Н г * М^Ур. , Возмудепие У, определяемое анизотропной частьо межмолекулярного по'геичи-» ала и траекториями нулевого приближения, представляется в-виде: .

'Чл

Решение задачи методом теории возмущений дает в первом приблииенив

АЗ - Х-ШЦ-ф е^С¿¡Гм ,

СЮ

<4&4Л,> = Г . СО

Здесь цт я « ¿га. - - параметр адивбати-

Чиостн гармоники.о номером., /Гей 5 ' частота и

начальные фазы внутреннего движения. Слагаемые в (14) и (Б) Соответствует различным процессам ( ИГ-, АТ-, -обме-^ ны различной кратности), которые могут быть адиабатически" ни ( Щ 1 ), импульсными С Ч.& 1 при й / )

или квазирезонансными ( при ^«./¡Г^ ). Второй

приблинение у<" -тывает пеупругий характер процеоба \\ дает*

• , ■.. - сю

Вираяени (15) и (1б) )<огут быть использованы £ кинетических, задачах с колебательной, врацательпоЯ и поступательной йера^новеоноотьо. В диссертаций такке получены величина (15), усредненные по маковелловокому распределений скорО'с- ,

II ; ! V." • :

.гей, требующиеся для задачи о Колебательно-вращательной релакоации.

Наряду с представлением результатов в общей виде, конечные формулы конкретезированы для систем "атом-двухатои*-ная молекула", описываемых гамильтонианом (8): определены Фу к к ци И (2чц ) и Оц(Л • Проведено сравнение с' .численны« расчетом зависимостей (15); (16) от колебательного и вращательного возбуждения.

Развитый здесь метод достаточно уииверсалеи и позволяет обобщить подходы данной и предыдущей главы. Использование в качеотве нулевого приближения ( , ) траекторий вращательно неупругого столкновения аналогичных (10), но учитывающих колебател:.ло-вращательнуи связь, приводит к формулам (15)-(16) с

Здесь -Гг/а(жг) ? | ? | - £ / <£ - ;

•иараастф Фа« Ш? ^„^Л^/Э^ характеризует внутримоле-щлщигрз тязь, - интенсивность ЦТ-об-

!йеяа; рассчитано по формуле (й). При 0 фор-

мула <17) -приводит к результату., соответствующему механизму свободного вращениям ~ !Г(¥пч11) .При ^ 1 и инеем 4 и ~ ^{^((-^¿лй,)). формул;

(©НЮ с (37) переходят с некоторой точностью в (П)-' (22), полученное_ во второй главе., В случае фор-*

'иуяы {15)-(!Г7) описывают комбинированный механизм УКТ-об-•иена (УК-'йТ -обмен), его характерной чертой является переход от импульсного режима КТ-обмена к адиабатическому 2 результате одного столкновения.

О роли различных механизйов ЩТ -обмена в процессе 'колебательной релаксации двухатомных молекул в среде одно атомного газа позволяет судить оценка величины ,

усредненной по равновесному врацательао-поогупательноиу (распределению, сделанная на основании (15), (Г7). Среди шахтесавв факторов главнне - соотношение наос частиц, /и. вд чнемпефв^у.ра. С точки зрения применения результатов дис-" \ 22

сертации в конкретных кинетических ситуациях можно сделать следупцие выводи:

1) Коллинеьрная модель (концепция У~Г -обмена) ^чра-ведлива для систем с малым Ук, (гомоядерная молекула-легкий атом) при сравнительно высоких темлературлх. С уменьшением температуры режим обмена меняется от импульсного к адиабатическому.

2) Механизм .окализопаниого столкновения ( ^-£Г-обмея) преобладает в системах с порядка единицы (гомоядерная молекула-тяяелый атоя, молекула гидрида-.». _гкий атом) при низких температурах; с ростом /Ч, перехода в комбинированный -обмен.

3) Механизм свободного врацения ( УД-Т -обмен) преобладает в системах с большим значением (молекула гид-рида-тяяелый ай>м) при высоких температурах. С понияением температуры режим обмена меняется от к^лзирезонансного к адс"батическому. т{роме того, релаксация высоковозбужденных молекул при произвольном М- протекает, в основном, по механизму свободного врацения.

3 АКЛРЧЕН И Е

Проведено исследование динамики колебательно-поступательного и колебательно-врацательно-поступательного энергообмена. Рассмотрено поведение динамических характеристик процессов в широком диапазоне параметров молекулярных систем и условия столкновения. Проанализированы роль ангармоничности и колебательного возбуждения; влияние врадения молекулы на процесс колебательно-поступательного обмена в случае, когда оно яе меняет качественно картину процг-сср и ситуации, в которых вращательные степени свободы играют прииципиальнуо роль з динамике колео'ательного обмена,.

Основные "тоги состоят в следущем:

- аналитически решена задача о коллинеарнои столкновении ангармонического осциллятора о чаотицей в об^ем случае соотношения иасс при произвольных энергиях колебательного возбуждения и относительного поступательного двикзнг:;

13

- получено приближенное аналитическое решение задачи о столкновении двухатомной молекулы - ангармонического ос. циллятора-нежесткого ротатора с игомом в обцем случае по

массам, врацательному и колебательному возбуждениям ;

- определены границы применимости моделей столкновения и, соответственно, облас-ш преобладания возможных механизмов VRT -обмена :

-конечные формулы получены с учетом неупругого характера взаимодействия и могут быть непосредственно использованы в кинетических задачах с колебательной, врацательной н поступательной неравновескостьи ;

- разработанные аналитические методы решети динамической задачи имеот универсальный характер и при использовании различных видов внутри- и межмолекуларного взаимодействия могут быть применены.к процессам колебательно-колебательного обмена, к столкновениям с участием многоатомных молекул, кластеров, поверхности.

ЛИТЕРАТУРА

■ I. Никитин Е.Е. Теория элементарных атомномолекулярных

реакций. Часть П. Процессы. - Новосибирск: ИГУ, 1974. -115с.

• 2. Никитин Е.Е., Осипов А.И. Колебательная релаксация в газах. "Кинетика и катализ" (Итоги науки и техники), 3377, т. 4. - 172 с.

3. Сафарян М.Н. Учет ангармоничности колебаний в диффузионной теории колебательной релаксации дву..атомных молекул. - Докл. АН СССР, 1974, т. 217, № 6, с. 1209-1292.'

4. Mehaa Ч.Н. Refined impulse approximation for the colxi-sional excitation of the classical aitfiermonic oscillator -J. Chen. Phys., 1970, v.52, N 10, p. 5221-5225.

' 5. Никитин Е.Е. Ьлияние вращения на колебательнуи релаксации двухатомных молекул,- Теор. и эксперии. химия, Т967, т. 3, » 2, с. Ю5-130-.

14

6. Овчинникова ¡1.Я., Иалаиилин Д.В. Классическая модель вращательного механизма колебательной релаксации двух- ■ атомных гидр.щов. - Хим.-Мзика, 158'г, т. 3, К» 3,

с. 340-352.

7. Лебедь И.В., Уманский С.Я. Колебательно-хватательные переходы при молекулярных столкновениях. - Теор. и эксперим. химия, В78, т. Й, й I, о. 102-106.

Основные результаты диссертации опубликованы в сле-

8. Скребков О.В., Смирнов А.Л. Классическая динамика колебательно-поступательного обмена энергий в линейных столкновениях двухатомной молекулы - ангармонического

осциллятора с атомом. - Препринт ОИХФ АН СССР, ЧерноголовО

ка, 1985. -ЗДс.

9. Скребков О.В., Смирнов А.Л. Линейное столкновение классического атлрмонического осциллятора с частицей. Адиабатическое приближение. - .Хим. физика, Б86, т. 5,

6 5, с. 579-582. [0. Скребков 0.3., Смирнов А.Л. Динамика колебг ельно- поступательного обмена энергией в линейных столкновениях высокой энергии. - Хим. Физика, 1586, т. 5, й <», с. 464463.

11. Скребков О.В., Смирнов А.Л. Учет влияния неупругого характера взаимодействия на величину переданной энергии при столкновении возбужденного осциллятора с атомом. -Хим. Физика, г. 5, К» 10, с. 1299-1306.

12. Скребков О.В., Смирнов А.Л. Колебательный обмен в линейных столкновениях высокой энергии. - Теор. и %чспер. химия, 1985, т. 21, - 2, с. 129-137.

13. Скребков О.В., Смирнов А.Л. Динамика столкновения классического ангармонического осциллятора с атомом при высоких энергиях..- Ш Всесоозное совещание по детонации • (Таллин, 1985). Тезисы докладов. Черноголовка, 1985,'

с. 21В. •''••■■ . .-г ' • V.

' 15

I'». Скребков О.В., Смирнов А.Л. Вш.лние врацения на про-цеоо энергообмена двухатомной молекулы - ангар -ониче-скпго осциллятора с атомом. - Препринт ОИХФ АН СССР, Черноголовка, 1988, 28 с.

15. Скребков О.В., Смирнов А.Л. Модель -энергообмена возбужденных двухатомных молекул. - Школа-семинар "Фундаментальные проблемы физики ударных волн" (Азау, 19Ь7). Тезисы Всесоюзного семинара, т. I, Часть П,

с. 2ЧЭ-2Щ, Черноголовка, 1987.

16. Смирнов А.Л., Скребков О.В. Яолебательно-вранательно-поступательный обмен при столкновениях молекул. - Препринт ОИХФ АН СССР, Черноголовка, 1990, - 42 с.

28.05.1991г. Зак. 210 Объём 1п.л. Тир. ГООэкз.

Типография ОИХФ АН СССР