碰撞引起的连续吸收
双原子分子和总论
氮分子N2在隔离不互动与红外线任何重要程度;有人可能会认为碰撞不改变这张照片,因为氮气没有行扩大的碰撞。尽管如此,期间一个碰撞发生碰撞分子的一对暂时的行为有点像一个更复杂的four-atom分子,转换的确可以吸收和发射红外辐射。这导致collision-induced吸收,其吸收系数有关通常是一个光滑的波数的函数。由于缺乏线结构,这种吸收是称为一个连续体。有许多可能的碰撞能引起吸收过程。碰撞可以传授一个临时的偶极矩旋转或振动,通常没有让它吸收或放出一个光子。碰撞可以打破对称,允许转换,否则“禁止”对称原则。碰撞的分子可以形成二聚体,短暂的复合物,然而持续足够长的时间来辐射活跃转换没有出现在碰撞的分子。大多数的“不吸收”双原子分子,包括氮气和氢气,表现出显著的collision-induced连续吸收足够高的密度。 These are mostly associated with the induced-dipole mechanism, and therefore can to some extent be anticipated on the basis of the underlying transitions of the diatomic molecule.
Collision-induced吸收可以被认为是一个三倍的化学反应包括两个相互碰撞的分子和一个光子。的“反应”(即吸收)的浓度的乘积成正比与光子浓度两种碰撞,后者是成正比的辐射通量。吸收系数是反应速率常数。与碰撞的情况下,扩大吸收,在collision-induced吸收没有物理区分“吸收”分子和“微扰”分子。在这个过程中都是平等的伙伴允许吸收或发射的光子。出于这个原因,它是最自然的描述collision-induced吸收的二进制吸收系数,表示之间的比例产品浓度的两种碰撞,吸收的辐射。尽管如此,为了方便与前面定义的线吸收系数,为了便于合并碰撞引起的连续吸收辐射的计算也考虑吸收线,它是由mass-specific方便描述collision-induced吸收碰撞的分子的吸收系数任意指定的“吸收”,吸收增强的分压比例的“碰撞”。例如,对于一个N2-H2碰撞在一个盒子里的气体均匀温度T和统一的氮气分压p,光学厚度可以表示为
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