Том 29, номер 10, статья № 10

Аннотация:

Методом численного моделирования формы импульсного оптико-акустического сигнала исследовано влияние погрешностей измерения давления газа в камере оптико-акустического детектора на точность восстановления времени быстрой колебательно-поступательной релаксации молекул. На примере релаксации молекул Н₂О из нижнего возбужденного колебательного состояния установлено, что при типичных в экспериментах с микрофоном МК-301 значениях радиуса гауссова лазерного пучка w₀ ~ 1 мм время релаксации величиной τ⁰_vT ~ 10^–6 c × мбар можно восстановить из зависимостей длительности импульса сжатия оптико-акустического сигнала от давления исследуемого газа с относительной ошибкой δτ⁰_VT ≤ 10%, если систематическая погрешность измерений давления не превышает 0,03 мбар. Ошибка восстановления τ⁰_vT меняется прямо пропорционально времени распространения звука через освещенную область.

Ключевые слова:

оптико-акустический метод, колебательно-поступательная релаксация молекул, ошибка восстановления

Список литературы:

1. Зуев В.Е. Распространение лазерного излучения в атмосфере. М.: Радио и связь, 1981. 288 с.
2. Акулин В.М., Карлов Н.В. Интенсивные резонансные взаимодействия в квантовой электронике. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1987. 288 с.
3. Кондратьев В.Н., Никитин Е.Е. Кинетика и механизм газофазных реакций. М.: Наука, 1974. 560 с.
4. Finzi J., Hovis F.E., Panfilov V.N., Hess P., Moore C.B. Vibrational relaxation of water vapor // J. Chem. Phys. 1977. V. 67, N 9. P. 4053–4061.
5. Zittel P.F., Masturzo D.E. Vibrational relaxation of H₂O from 295 to 1020 K // J. Chem. Phys. 1989. V. 90, N 2. P. 977–989.
6. Menard-Bourcin F., Doeynnette L., Menard J. Vibrational energy transfers in ozone exited into (101) state from double-resonance measurements // J. Chem. Phys. 1994. V. 101, N 10. P. 8636–8645.
7. Слободская П.В. Определение скорости перехода колебательной энергии молекул в энергию поступательного движения с помощью спектрофона // Изв. АН СССР. 1948. Т. 12, № 5. С. 656–661.
8. Aoki T., M. Katayama M. Impulsive optic-acoustic effect of CO₂, SF₆ and NH₃ molecules // Jap. J. Appl. Phys. 1971. V. 10, N 10. P. 1303–1310.
9. Beck K.M., Gordon R.J. Theory and application of time-resolved optoacoustics in gases // J. Chem. Phys. 1988. V. 89, N 9. P. 5560–5567.
10. Агеев Б.Г., Никифорова О.Ю., Пономарев Ю.Н. Измерения времени релаксации колебания (103) Н₂О на оптико-акустическом спектрометре с рубиновым лазером // Квант. электрон. 1983. Т. 10, № 3. С. 608–611.
11. Kapitanov V.A., Tikhomirov B.A. Pulse photoacoustic technique for the study of vibrational relaxation in gases // Appl. Opt. 1995. V. 34, N 6. P. 969–972.
12. Тихомиров Б.А. Восстановление формы сигнала давления из микрофонного импульсного сигнала // Оптика атмосф. и океана. 2013. Т. 26, № 7. С. 541–546.
13. Пономарев Ю.Н., Никифорова О.Ю. Столкновительная релаксация селективно-возбужденного составного колебания (103) молекулы Н₂О // Оптика атмосф. и океана. 2003. Т. 16, № 2. С. 105–112.
14. Протасевич А.Е. Уточнение некоторых аналитических решений для оптико-акустического сигнала в жидкостях и газах // Оптика атмосф. и океана. 2010. Т. 23, № 11. С. 1021–1026.
15. Heritier J.-M. Electrostrictive limit and focusing effects in pulsed photoacoustic detection // Opt. Commun. 1983. V. 44, N 4. P. 267–272.
16. Дубровский И.М., Егоров Б.В., Рябошапка К.П. Справочник по физике. Киев: Наук. думка, 1986. 560 с.