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N2第二正带系发射光谱的理论计算及实验研究

翟晓东 丁艳军 彭志敏 罗锐

N2第二正带系发射光谱的理论计算及实验研究

翟晓东, 丁艳军, 彭志敏, 罗锐
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  • 本文利用分子光谱理论系统的计算和分析N2第二正带系(C3uB3g)的发射光谱, 以研究光谱强度的分布规律与不同温度条件和气体条件的关系. 基于N2的三重态能级结构特性, 重点计算和讨论了发射光谱的概个重要参数: 通过求解高、低电子态的哈密顿矩阵得到了振转能级特性; 利用r质心近似法求取了能级间跃迁的电偶极矩函数和爱因斯坦跃迁概率; 进而计算了不同振动和转动温度条件下谱线的强度分布. 进行了N2和Ar的混合放电实验, 利用实验光谱数据同理论结果进行拟合分析, 确定了N2分子的振动温度和转动温度分别约为4300 K和800 K. 另外由于潘宁离化效应, N2浓度减小时谱线强度呈现先增强后减弱的趋势. 实验结果很好的验证了N2第二正带系光谱理论计算的正确性.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 51176085)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-08-22
  • 修回日期:  2011-11-08
  • 刊出日期:  2012-06-20

N2第二正带系发射光谱的理论计算及实验研究

  • 1. 清华大学热能系, 电力系统与发电设备控制与仿真国家重点实验室, 北京 100084
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 51176085)资助的课题.

摘要: 本文利用分子光谱理论系统的计算和分析N2第二正带系(C3uB3g)的发射光谱, 以研究光谱强度的分布规律与不同温度条件和气体条件的关系. 基于N2的三重态能级结构特性, 重点计算和讨论了发射光谱的概个重要参数: 通过求解高、低电子态的哈密顿矩阵得到了振转能级特性; 利用r质心近似法求取了能级间跃迁的电偶极矩函数和爱因斯坦跃迁概率; 进而计算了不同振动和转动温度条件下谱线的强度分布. 进行了N2和Ar的混合放电实验, 利用实验光谱数据同理论结果进行拟合分析, 确定了N2分子的振动温度和转动温度分别约为4300 K和800 K. 另外由于潘宁离化效应, N2浓度减小时谱线强度呈现先增强后减弱的趋势. 实验结果很好的验证了N2第二正带系光谱理论计算的正确性.

English Abstract

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