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高灵敏瞬态分子激光吸收光谱技术在C_2和O_2分子光谱研究中的应用
作 者: KANIKI KAKULE
导 师: 陈扬骎
学 校: 华东师范大学
专 业: 光学
关键词: 光谱技术 O2分子 光谱研究 自由基 高灵敏度 激发态 大气污染监测 分子光谱 介绍 光外差
分类号: O561.3
类 型: 博士论文
年 份: 2005年
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内容摘要
瞬态分子,如自由基分子、离子分子和激发态分子光谱的研究在化学反应动力学、等离子体物理学和大气污染监测等多方面具有重要的应用背景。本篇论文论述了采用高灵敏度光外差—磁旋转—浓度调制激光光谱技术(OH-MR-CMS)研究自由基分子C2的激发态光谱和O2分子的禁戒跃迁光谱,包括理论和实验二个部分。 第一章简要介绍了分子吸收光谱学的一般原理。 第二章介绍了OH-MR-CMS的主要原理和各个组成部分,分别讨论了光外差光谱技术、磁旋转光谱技术和速度调制光谱技术的特点,以及讨论了三者结合的优越性,和对瞬态分子测量的优点。 第三章,介绍了生成瞬态分子的各种方法和机制。 第四章,介绍使用OH-MR-CMS研究自由基分子C2的光谱。在这项研究中,测量并标识了C2swan α3∏u-d3∏g带系(0,1)带的150多条谱线。除了观察到△Ω=0的跃迁外,还观察到强度更微弱的△Ω≠0的交叉跃迁谱线,采用3∏态的有效哈密顿量,通过理论计算与测量值的拟合获得精确的分子常数。 第五章,报道了采用OH-MR-CMS光谱技术对O2 b1∑g+-X3∑g-禁戒跃迁谱的测量,分析并标识了其中的(7,3)振转带,并用最小二乘法拟合得到激发态b1∑g+(v=7)态的分子常数,(7,3)振转带的直接测量还未见报道。
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全文目录
Acknowledgments 4-8 中文摘要 8-9 Abstract 9-10 Chapter 1: Absorption spectroscopy of transient molecules:a brief history 10-22 1.1 Introduction 10-11 1.2 High sensitive spectroscopy of transient molecules 11-12 1.3 Calculation of molecular spectra 12-13 1.4 Observed spectra in this work 13-16 1.4.1 Spectroscopy of the C_2 molecule 13-14 1.4.2 Spectroscopy of the O_2 molecule 14-16 References 16-22 Chapter 2: Basic theory and concepts of optical heterodyne magnetic rotation enhanced concentration modulation spectroscopy 22-51 Introduction 22 2.1 Frequency modulation (FM) spectroscopy 22-31 2.1.1 General principles 23-31 2.2 Magnetic rotation spectroscopy (MRS) 31-34 2.3 Frequency modulation enhanced magnetic rotation spectroscopy. 34-35 2.4 Velocity and concentration modulation spectroscopy 35-41 2.5 Optical heterodyne magnetic rotation enhanced concentration modulation spectroscopy (OH-MR-CMS) 41-47 References 47-51 Chapter 3: The generation of unstable molecules 51-64 3.1 Electric discharges 51-59 3.1.1 Characteristics of D.C glow discharges 52-58 3.1.2. Ionic species in discharge plasma 58-59 3.2. Thermodynamic of free radicals generation 59-61 References 61-64 Chapter 4: OH-MR-CM Spectroscopy of the C_2 molecule SWAN system 64-93 4.1. Introduction 64-65 4.2 Experimental 65-66 4.3 Analysis and assignment 66-81 4.3.1 Introduction 66-68 4.3.2 Rotational levels of ~3∏ state 68-81 4.3.2.1 Hamiltonian of a ~3∏ state, and the Hund's cases coupling schemes 68-81 4.4 Spectral observation 81-83 4.5 The (0,1) band of the C_2 SWAN system 83-90 4.6 Conclusion 90-91 References 91-93 Chapter 5: OH-MR-CM Spectroscopy of the O_2 molecule 93-106 5.1. Introduction 93-94 5.2. Rotational analysis 94-95 5.3 Spectroscopic analysis of the O_2(b~1∑_g~+-X~3∑_g~-) transition 95-98 5.4. Experimental details 98-103 5.5. Conclusion 103 References 103-106 Chapter 6: Conclusion and future works 106-109 6.1 Conclusion 106-107 6.2 Future works 107-109 (a) On the treatment of the spectrum 107 (b) On the spectrometer 107 (c) On the simplification of the line shape 107-108 (d) On the discharging cell 108-109 Annex: Recent publications 109
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中图分类: > 数理科学和化学 > 物理学 > 分子物理学、原子物理学 > 分子物理学 > 分子光谱
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