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

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».