渐近非对称陀螺分子H122C16O的高温光谱

在直接计算分子配分函数的基础上,将无转动跃迁偶极矩平方近似为一常数,计算了渐近非对称陀螺分子H¹²₂C¹⁶O 100000-000000跃迁在中等温度和高温下的线强度. 计算结果在500K时与HITRAN数据库的结果吻合相当好.在温度高达3000K时与HITRAN数据库的结果仍符合较好,表明分子配分函数和线强度的高温计算是可靠的.在此基础上,进一步计算了渐近非对称陀螺分子H¹²₂C¹⁶O 100000-000000跃迁带在极端高温4000和5000K的线强度并报道其模拟光谱.计算结果对大气分子高温光谱的实验测量和理论研究均有一定的参考价值. 关键词： 高温光谱 渐近非对称陀螺分子 配分函数 甲醛     

Line intensities of the asymptotic asymmetric-top radical HO2 at high temperatures

The total internal partition sums were calculated in the product approximation at temperatures up to 5000\,K for the asymptotic asymmetric-top HO$_{2}$ molecule. The calculations of the rotational partition function and the vibrational partition function were carried out with the rigid-top model and in the harmonic oscillator approximation, respectively. Our values of the total internal partition sums are consistent with the data of HITRAN database with $-$0.14{\%} at 296\,K. Using the calculated partition functions, we have calculated the line intensities of $\nu _{2}$ band of HO$_{2}$ at several high temperatures. The results showed that the calculated line intensities are in very good agreement with those of HITRAN database at temperatures up to 3000\,K, which provides a strong support for the calculations of partition functions and line intensities at high temperatures. Then we have extended the calculation to higher temperatures. The simulated spectra of $\nu_{2}$ band of the asymptotic asymmetric-top HO$_{2}$ molecule at 4000 and 5000\,K are also obtained.     

Line intensities of the asymptotic asymmetric-top radical HO2 at high temperatures

The total internal partition sums were calculated in the product approximation at temperatures up to 5000 K for the asymptotic asymmetric-top HO2 molecule. The calculations of the rotational partition function and the vibrational partition function were carried out with the rigid-top model and in the harmonic oscillator approximation, respectively. Our values of the total internal partition sums are consistent with the data of HITRAN database with -0.14% at 296 K. Using the calculated partition functions, we have calculated the line intensities of υ2 band of HO2 at several high temperatures. The results showed that the calculated line intensities are in very good agreement with those of HITRAN database at temperatures up to 3000 K, which provides a strong support for the calculations of partition functions and line intensities at high temperatures. Then we have extended the calculation to higher temperatures. The simulated spectra of υ2 band of the asymptotic asymmetric-top HO2 molecule at 4000 and 5000 K are also obtained.     

臭氧分子同位素16O18O16O的高温光谱研究

在直接计算分子配分函数的基础上,将无转动跃迁偶极矩平方近似为一常数,计算了非对称陀螺臭氧分子同位素16O18O16O 001-000跃迁在中等温度和高温下的线强度.计算结果在1000 K时与HITRAN数据库的结果吻合相当好.在温度高达3000 K时与HITRAN数据库的结果仍符合较好(最大百分误差为5.48%),表明分子配分函数和线强度的高温计算是可靠的.在此基础上,进一步计算了非对称陀螺分子16O18O16O 001-000跃迁带在极端高温4000和5000 K的线强度并报道其模拟光谱.计算结果对大气分子高温光谱的实验测量和理论研究均有一定的参考价值.     

对称陀螺分子PH30010-0000跃迁带的高温线强度计算

通过直接计算分子配分函数并将常温下的无转动跃迁偶极矩平方近似为一常数应用到高温,计算了对称陀螺分子PH3 0010-0000跃迁的高温线强度。在296K,计算的分子总配分函数与HITRAN数据库的结果符合很好,只有-0.075%的百分误差。计算的跃迁线强度在2000 K和3000 K的高温与HITRAN数据库的结果也吻合较好,表明分子配分函数和线强度的高温计算是可靠的。在此基础上,进一步计算了更高温度4000和5000 K的跃迁线强度,报道了对称陀螺分子PH3 0010-0000跃迁在极端高温4000和5000 K的模拟光谱。计算结果对大气分子高温光谱的实验测量和理论研究均有一定的参考价值。     

对称陀螺分子NH3的高温谱线强度研究

在直接计算分子配分函数的基础上,将无转动跃迁偶极矩平方近似为一常数,计算了对称陀螺分子NH₃ 0300 a—0000 s跃迁在高温下的线强度.在296K,计算的分子总配分函数与HITRAN数据库的结果符合很好,只有0.19%的百分误差.计算的跃迁线强度在2000 K和3000K的高温与HITRAN数据库的结果也符合相当好,最大百分误差分别为-0.65%和-1.77%.这就表明分子配分函数和线强度的高温计算是可靠的.在此基础上,计算被扩展到更高温度,报道了对称陀螺分子NH_{3< 关键词： 高温光谱 对称陀螺分子 配分函数 氨}     

烟道气体SO2光谱辐射强度和吸收系数的研究

采用乘积近似法构建配分函数合理模型,计算了SO₂分子的总配分函数.利用所得的配分函数、将常温下的无转动跃迁矩平方近似为一常数并应用于高温及Herman-Wallis因子系数,编制光谱程序,计算了烟道气体SO₂分子三个主要跃迁带100-000、001-000和101-000不同温度段的光谱强度和吸收系数.结果表明,计算所得的配分函数和谱线强度与数据库相比,不管是常温296 K还是高温3000 K,都吻合较好,相对偏差都在3%以下,这说明构建的配分函数模型和编制的程序是可靠的,在此基础上,进一步计算了各跃迁带在不同温度的吸收系数.从模拟光谱图可看出,强度随着温度升高明显减小,谱带带心没变,峰值波数向两边偏移;吸收系数随着温度升高也减少,其中在3000 K以下吸收峰位置增宽,到高达4000 K以上基本不再变换,这为监测烟道气体环境污染提供实验和理论参考.     

氧化亚氮3000—0200和1001—0110跃迁带在高温下的线强度

采用乘积近似法计算了氧化亚氮分子的总配分函数，其中转动配分函数考虑了离心扭曲修正，振动配分函数采用谐振子近似. 利用计算所得的配分函数和实验振动跃迁矩平方及Herman-Wallis因子系数，计算了氧化亚氮3000—0200和1001—0110跃迁带在常温和高温下的线强度. 结果显示，当温度高达3000K时，计算所得线强度与实验值及HITRAN数据库提供的结果仍符合较好. 这表明高温下的分子配分函数和线强度的计算是可靠的. 还进一步计算了氧化亚氮3000—0200和1001—0110跃迁带在更高温度(40 关键词： 氧化亚氮 配分函数 线强度 高温     

烟道气体SO2光谱辐射强度和吸收系数的研究

采用乘积近似法构建配分函数合理模型,计算了SO2分子的总配分函数.利用所得的配分函数、将常温下的无转动跃迁矩平方近似为一常数并应用于高温及Herman-Wallis因子系数,编制光谱程序,计算了烟道气体SO2分子三个主要跃迁带100-000、001-000和101-000不同温度段的光谱强度和吸收系数.结果表明,计算所得的配分函数和谱线强度与数据库相比,不管是常温296K还是高温3000K,都吻合较好,相对偏差都在3%以下,这说明构建的配分函数模型和编制的程序是可靠的,在此基础上,进一步计算了各跃迁带在不同温度的吸收系数.从模拟光谱图可看出,强度随着温度升高明显减小,谱带带心没变,峰值波数向两边偏移;吸收系数随着温度升高也减少,其中在3000K以下吸收峰位置增宽,到高达4000K以上基本不再变换,这为监测烟道气体环境污染提供实验和理论参考.     

1.5μm处CO2与CO高温线强的实验分析与理论计算

本文在采用乘积近似方法计算二氧化碳、一氧化碳分子总的配分函数(其中分子的振动配分函数采用谐振子近似, 转动配分函数采用非刚性转子模型, 并考虑了离心扭曲修正)的基础上, 利用所得配分函数和振动跃迁矩平方的实验值以及Herman-Wallis系数, 计算了1.5 μm 附近二氧化碳30012–00001跃迁带和一氧化碳3–0跃迁带在300–6000 K温度范围内部分温度下的吸收线强; 为验证计算方法和结果的准确性, 在基于可调谐二极管激光吸收光谱技术搭建的高温测量系统中, 对300–800 K温度范围内部分谱线线强进行了测量, 并把计算结果、测量结果及HITRAN数据库中对应数据进行了对比, 发现相对偏差小于3%, 证明了本方法的有效性, 同时计算及测量所得高温线强数据可对HITRAN数据库进行有效的校正和补充.     

High Temperature Spectrum for v3 Band of Carbon Dioxide

The total internal partition sums （TIPS） are calculated at the temperature up to 6000 K for 12 C16 02. Using the calculated partition functions, we produce the line intensities of v3 band of 12C1602 at several high temperatures. The results show that the calculated line intensities are in very good agreement with those of HITRAN database at the temperature up to 3000 K, which provides a strong support for the calculations of TIPS and line intensities at high temperature. Then the calculation is extended to further high temperature, and the simulated spectra of u3 band of 12C1602 at 5000 and 6000 K are reported.     

Study on high-temperature spectra of asymptotic asymmetric-top radical SiO2

Total internal partition sums are calculated in the product approximation at temperatures up to 6000 K for the asymptotic asymmetric-top SiO2 molecule.The rotational partition function and the vibrational partition function are calculated with the rigid-top model and in the harmonic oscillator approximation,respectively.Our values of the total internal partition sums are consistent with the calculated value in the Gaussian program within 0.137% at 296 K.Using the calculated partition functions and the rotationless transition dipole moment squared as a constant,we calculate the line intensities of 001-000 band of SiO2 at normal,medium and high temperatures.Simulated spectra of the 001-000 band of the asymptotic asymmetric-top SiO2 molecule at 2000,5000 and 6000 K are also obtained.     

H12C14N分子v2垂直带的高温谱线强度及随温度的变化规律

采用乘积近似法计算了氰化氢分子H12C14N的总配分函数,其中转动配分函数考虑了离心扭曲修正,振动配分函数采用谐振子近似.利用计算所得配分函数和文献提供的实验振动跃迁矩平方及HermanWallis因子系数,计算了氰化氢分子H12C14Nv2垂直带,即0110-0000跃迁在常温和高温下的线强度,并与HITRAN数据库的数据进行了比较.结果显示,在296 K及温度高达3 000 K时,计算所得谱线强度与HI-TRAN数据库提供的结果均符合较好.表明对氰化氢分子H12C14N高温下的分子配分函数和线强度的计算是可靠的.进一步计算了0110-0000跃迁带在更高温度4 000和5 000 K的线强度及模拟光谱,并总结了该跃迁带中的谱线强度随温度的变化规律:对于转动量子数J≥32的跃迁谱线(包括P支、Q支和R支),当温度从296.K逐渐增加时,其线强度迅速增加,到1 000 K附近达到最大值,然后迅速减弱.对于转动量子数J<32的跃迁谱线(同样包括P支、Q支和R支),线强度在296 K时最大,然后随温度的升高迅速减弱.     

CO分子振转光谱的理论研究

采用从头算的多参考组态相互作用(MRCI)方法并结合基组aug-cc-pCVQZ计算了CO分子基态(X1Σ+)的势能曲线和偶极矩曲线,得到的势能曲线、偶极矩曲线分别与RKR势、文献的偶极矩曲线吻合较好。利用所得的势能,求解双原子分子核运动的Schrdinger方程找到了CO分子X1Σ+态转动量子数J=0时的70个振动态,对于每一振动态,分别计算了其振动能级G(v)、转动惯性常数B_v和离心畸变常数D_v,并把计算结果与已知的42个实验值做了详细比较,结果表明,计算的振动能级G(v)、转动惯性常数B_v、离心畸变常数D_v与实验值符合较好。利用G(v),B_v导出的光谱常数[谐振频率ω_e(2 160.1 cm-1)、非谐振频率ω_eχ_e(13.1 cm-1)、转动常数B_e(1.918 cm-1)、振转耦合常数α_e(0.017 3 cm-1)]也与实验值的光谱常数[ω_e(2 169.8 cm-1),ω_eχ_e(13.3 cm-1),B_e(1.931 cm-1),α_e(0.017 5 cm-1)]较为符合,这在一定程度上证明了方法MRCI/Aug-cc-pCVQZ对CO分子基态性质的计算是合适而可靠的。利用乘积近似方法计算了CO分子在常温、中温、高温时的配分函数,在此基础上,计算了CO分子在T=296 K时的1-0跃迁带的谱线强度,通过比较发现,计算所得的线强度与HITRAN数据库符合较好。进一步计算的CO分子X1Σ+态1-0,2-0,3-0,4-0,2-1,3-1和4-1跃迁带的带强度也与实验值较为吻合,同时首次计算了CO分子X1Σ+态3-2跃迁带、4-2跃迁带的线强度及带强度。     

Study on High-Temperature Spectra of Asymptotic Asymmetric-Top Molecule O3

The line intensities of 001-000 transition of the asymptotic asymmetric-top Oa molecule at several temperatures are calculated by directly calculating the partition functions and regarding the rotationless transition dipole moment squared as a constant. The calculated values of the total internM partition sums （TIPS） are consistent with the data of HITRAN database with -0.61% at 296 K. The calculated line intensity data at 500 K and 3000 K are also in excellent agreement with the data in HITRAN database with less than 0.659% and 5.458% at 500 K and 3000 K, which provide a strong support for the calculations of partition function and fine intensity at high temperature. Then we extend the calculation to higher temperatures. The line intensities and simulated spectra of v3 band of the asymptotic asymmetric-top O3 molecule at 4000 and 5000 K are reported. The results are of significance for the studying of the molecular high-temperature spectrum including experimental measurements and theoretical calculations.     

Ab Initio方法研究NO分子红外光谱参数

分子光谱参数是红外辐射计算的基础数据,目前国内还没有类似HITRAN数据库的气体光谱数据库,在国家数值风洞工程的支持下,本文开发了高温空气光谱参数计算代码,目的是为目标红外辐射计算提供支持。NO是高超声速飞行器高温空气流场中的主要化学反应产物之一,其振转能级跃迁产生的辐射处于红外探测器的典型波段。本文基于ab initio计算的NO分子分裂后的分子势和永久偶极矩,计算了NO分子的线强度(温度达到了8000 K);在300 K和3000 K温度下,目前的理论计算结果与HITRAN数据库中的数据符合得非常好;本文还采用窄带模型计算了296 K和2000 K温度下NO分子X²Π_1/2态的吸收系数。目前所用方法可以不借助实验光谱常数,使低振动态和高振动态都得到比HITRAN数据库更多的线位置,可为国家数值风洞目标辐射特性计算提供NO分子高温光谱数据。     

CO2同位素分子16O12C16O, 16O12C17O, 16O13C17O配分函数研究

本文主要研究了CO2的三种同位素分子16O12C16O , 16O12C17O ,16O13C17O 70 K~6000 K的总内配分函数 (TIPS)。在总内配分函数的计算中, 转动配分函数的计算采用了McDowell的解析式法, 振动配分函数则采用了简谐振动近似(HOA)获得。最后通过将两配分函数乘积近似计算得出TIPS, 并将其70~3000 K的数据和HITRAN04数据进行了比较, 发现所得结果和数据库符合的较好, 且其误差可以近似看成一条直线。并通过对误差的拟合修订了高温区(3000~6000 K)的计算数据, 给出了在高温下的较为准确的TIPS值。     

基于可调谐激光吸收光谱技术的二硫化碳中红外光谱参数测量

采用4.6μm附近的量子级联激光器作为光源,搭建了一套二硫化碳(CS2)吸收光谱测量系统,结合可调谐二极管激光吸收光谱技术,对光谱范围为2178.99—2180.79 cm-1的CS2吸收光谱展开了深入研究,重点测量了2180.5—2180.74 cm~(-1)的四条吸收谱线,利用基于非线性最小二乘的多元线性回归算法对CS2吸收光谱进行拟合,精确得到了该范围内谱线的中心波长、线强以及空气展宽系数等光谱参数.经计算,对应谱线线强不确定度小于5%,空气展宽系数不确定度小于15%,这个结果可作为免标定CS2红外光谱探测的基础光谱参数,对痕量CS2气体传感具有重要意义.未来我们将进一步开展2170—2200 cm-1整个谱段的CS2谱线参数的测量,以期填补其在HITRAN和GEISA数据库光谱参数的空白.     

High-resolution KLM Auger spectra of Ni metal excited by X-rays

KLM Auger spectra of Ni metal were measured with high energy resolution and high statistical accuracy using monochromatic synchrotron radiation. The spectra were corrected for the background from inelastically scattered electrons using partial intensity analysis where the electron trajectories were calculated by Monte Carlo simulation. Following background correction, the corrected spectra were fitted to model peaks taking into account intrinsic excitations. The measured transition energy of the most intense KL₂M₃ (¹D₂) Auger line is 7388.1 eV (0.4). The obtained relative intensities and energies of the Auger diagram lines are compared to published calculations as well as to experimental data for other 3d transition metals. In addition, the presence of Ni 3s, 3p photoelectron peaks in the spectra excited internally by Ni K X-rays is shown.     

高温下CO分子的振转跃迁光谱

采用近似方法计算了CO分子的总配分函数;利用该分子的偶极矩函数和在Morse近似下的波函数,计算了分子的振转跃迁矩阵元及在常温和高温下的吸收系数。计算结果表明,在常温(296 K)和高温下(3 000 K),计算结果与HITRAN数据库和文献值符合的很好,表明对分子总配分函数和振转跃迁矩阵元的计算是可靠的。并首次计算了CO分子在更高温度(4 000和6 000 K)下的吸收系数。