English
!

Архив публикаций

Тезисы

XIV-ая конференция

Исследование динамики молекулы воды на основе математического моделирования

Павловская К.В., Андреев В.В.

428015, г. Чебоксары, Московский пр., 15, Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова, Факультет радиотехники и электроники, кафедра УИТС

1  стр.

В данной работе исследована динамика молекулы воды. Актуальность этой задачи вызвана тем, что по мере истощения запасов угля, нефти и природного газа усиливается поиск новых альтернативных источников энергии, и в настоящее время интенсивно развивается водородная энергетика. Исследованы эффекты, возникающие во вращающихся нелинейных молекулах типа молекулы воды при возбуждении валентных колебаний. Поведение такой системы проанализировано как на основе классической механики, так и с точки зрения квантовой механики. В результате анализа, в частности, показано, что при этом ядра молекулы приобретают некоторый момент количества движения и, следовательно, у них появляется связанный с ним магнитный момент. Также получены формулы для определения энергий колебательно- вращательных состояний, вызванных внутренними движениями ядер молекулы. Выполнены также оценки вероятностей туннельных переходов электронов в молекуле.

Из результатов анализа следует, если молекула вначале находилась в состоянии, определяемом соответственно колебательными и вращательными квантовыми числами , , то в результате поглощения кванта энергии она переходит в состояние с квантовыми числами , и , отличными от нуля. Здесь и вращательные квантовые числа легких ядер в молекуле воды (т.е. ядер водорода). Вращательное квантовое число молекулы в целом обозначается через . При этом должны быть соблюдены правила отбора , , , а также соотношения , . Таким образом, в молекуле наличие взаимодействия между ядрами даже при возбуждении валентного колебания только одной из связей приводит у другого ядра к появлению не равного нулю момента количества движения, определяемого из условий , . Из этого результата следует, что последовательное возбуждение валентных колебаний связей между ядрами в нелинейной трехатомной молекуле позволяет диссоциировать молекулу поглощением менее жестких фотонов, чем при прямой фотодиссоциации.

Результаты анализа показали, что в спектре излучения молекулы воды имеются линии с длинами волн: , , и т.д. Эти линии получаются при , , для колебательных переходов ( ) типа , , соответственно.

© 2004 Дизайн Лицея Информационных технологий №1533