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Determinación experimental de las probabilidades de transición de las líneas rotacionales en las bandas ultravioletas (A elevado a la segunda potencia por sumatoria menos X elevado a la segunda potencia por pi) del radical libre del OH
Lothar Klein
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Resumen/Descripción – provisto por el repositorio digital
La espectroscopia de órden elevado fué aplicada a mediciones cuantitativas de los espectros de plasmas de vapor de agua, generados en un arco confinado. Debidoa la alta resolución espectral y espacial alcanzada en mediciones "end-on" (eje del arco paralelo al eje óptico del espectrómetro), los coeficientes de emisión y tambien de absorpción correspondientes a regiones homogéneas del arco fueron obtenidos directamente de los espectros de lineas - hasta en los casos en que no se midió explícitamente la absorpción. Asi se pudo determinar la ocupación del estado superior e inferior para la transición. Del perfil de las lineas se obtuvo información concerniente al entorno de la partícula emisora. La densidad de electrones se dedujo del perfil de las alas de las lineas de Balner ensanchadas por el efecto Stark. La temperatura del gas (temperatura cinética de las particulas pesadas en el plasna) fué obtenida de la anchura de las lineas rotacionales de OH, ensanchadas por el efecto Doppler, ya que se demostró que otros mecanismos de ensanchamiento pueden despreciarse para las lineas de bajo número cuántico rotacional. En estas mediciones el poder resolutivo del espectrómetro fué del órden de los 400.000. Desviaciones significativas del equilibrio termodinámica local (ETL) fueron observadas en el arco de vapor de agua a presión reducida y también en la zona periférica de un arco de baja corriente a presión atmosférica, conteniendo un plasma de vapor de agua y argón. La ocupación de los niveles de energia de átomos decae rápidamente al incrementar el número cuántico principal, y la "temperatura de distribución" que caracteriza la ocupación de loa niveles de energia altamente excitados, no sólo es mucho más baja que la temperatura de los electrones, sino tambien significativamente menor que la temperatura del gas. Por consiguiente, la excitación electrónica por colisión con átomos - lo que ha sido invocado anteriormente para explicar desviaciones del ETL en plasmas de baja densidad de electrones no es un proceso relevante. Las observadas desviaciones del ETL ocurren debido a la falta de equipartición de energía cinética entre los electrones y las partículas pesadas en el plasma, y debido a la difusión de atómos y moléculas en el estado fundamental desde la periferia del arco hacia su centro y la difusión ambipolar de electrones e iones en el sentido opuesto. Basado en este mecanismo, se analizó a nivel microscópico y en forma cuantitativa los diferentes procesos de interacción en un plasma de hidrógeno. Se demuestra que la ocupación de los niveles de energia excitados es determinada en forma predominante por la excitación escalonada, inducida por colisión con electrones libres. Se obtuvo una excelente correlación entre los valores medidos y los valores calculados para la densidad de los estados excitados del hidrógeno en el plasma de vapor de agua a presión reducida. La ionización de los átomos y la disociación de las moléculas tales como el radical libre hidroxilo, ocurren por procesos similares en el plasma, aunque el segundo proceso es dominado por choques con partículas pesadas y la temperatura relevante es entonces la temperatura del gas. Una estrecha analogía existe entre la ocupación relativa de los niveles auto-ionizantes del oxigeno y la de los niveles predisociantes del OH,ya que ambas están afectadas por un proceso Auger de baja probabilidad, comparadocon la excitación escalonada. Los niveles rotacionales y vibracionales inferiores del estado electrónico excitado A2Σ del OH están desacoplados del estado disociado por el mecanismo de excitación escalonada en conjunción con la cuasi-igualdad de las velocidades de transición. La ocupación relativa de estos niveles es, entonces. próximaa una distribución en equilibrio a la temperatura del gas, aunque la densidad total del estado A2Σ sea mayor que la densidad de equilibrio por varias órdenes de magnitud. De las intensidades reducidas de las lineas rotacionales no-predisociadas, pertenecientes a diversas bandas del sistema OH(A2Σ- X2II), se obtuvieron gráficos de Boltzmann estrictamente lineales, aunque la pendiente no corresponde a la temperatura del gas. Esto se atribuye a que el momento de transición depende exponencialmente del término de energia rotacional. Los factores de corrección pertinentes fueron calculados y comparados con predicciones teóricas. Es conveniente, entonces, referir las intensidades de las lineas rotacionales al momento de transición (cuadrado del elemento de matriz para las transiciones del dipolo eléctrico) y expresarlas en términos de cuatro parámetros moleculares: a) una constante molecular formalmente equivalente a la parte radial del momentode transición para la molécula en el estado de vibración y rotación nulos, b) un factor de intensidad de banda o de Franck-Condon, c) un factor de intensidad de linea conteniendo los factores de Hoenl-Londony la frecuencia de la linea, y d) el factor de corrección exponencial. Debido a la ambigüedad en asignar una frecuencia media a una banda, la representación de las intensidades de lineas rotacionales en términos de probabilidades de transición de banda, o de intensidades de oscilador de banda, no es apropiada.Palabras clave – provistas por el repositorio digital
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Disponibilidad
| Institución detectada | Año de publicación | Navegá | Descargá | Solicitá |
|---|---|---|---|---|
| No requiere | 1971 | Biblioteca Digital (FCEN-UBA) (SNRD) |
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Información
Tipo de recurso:
tesis
Idiomas de la publicación
- español castellano
País de edición
Argentina
Fecha de publicación
1971
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