Спектр излучения молекулы

[follow_the_sun]

Здравствуйте, в настоящий момент я занимаюсь определением температуры по спектральной линии молекулы азота. У меня есть экспериментальные данные:

Я считаю, что это линия излучения молекулы $N_2$ на $\lambda=337.1 нм$ ( $C^3\Pi_u\to B^3\Pi_g$, $\nu'=0, \nu''=0).$
Смоделированный мной спектр (включает только $P$-ветвь, я пробовал добавить ветви $R$ и $Q$, но тогда графики соответствуют друг-другу еще хуже).:


Я не понимаю, почему экспериментальный спектр не соответствует моему в области $337.1 нм<\lambda<340 нм$.
Я просмотрел другие работы, в них профиль линии излучения молекулы азота на $337 нм$ похож на смоделированный мной. Например, в работе "Diagnosis of Electron, Vibrational and Rotational Temperatures in an Ar/N2 Shock Plasma Jet Produced by a Low Pressure DC Cascade Arc Discharge" https://iopscience.iop.org/article/10.1 ... 30/15/9/08

Подскажите, может есть какой-то фактор, который я не учитываю? У меня просто сейчас нет возможности связаться с теми, кто снимал спектр.

[madschumacher]

follow_the_sun в сообщении #1474155 писал(а):

У меня есть экспериментальные данные:

А можете пару слов сказать об эксперименте? И чем моделируете?
А то там может быть много чего (преобразование Абеля забыли применить, Доплеровский эффект не учли, или ещё что).

Но вообще похоже на переход в непрерывный спектр:

(из А.А. Мальцев "Молекулярная спектроскопия")

[follow_the_sun]

madschumacher
Изучали спектр плазменной струи аргона при атмосферном давлении. Регистрировали монохроматором МДР-23. Схема установки (это немного другой эксперимент, но думаю будет понятно). Мишенью для плазменной струи служила заземленная металлическая пластина:

Более подробно можно почитать в статье https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/8867934
Моделирую по методике, изложенной в статье https://www.researchgate.net/publicatio ... on_spectra через python.

madschumacher в сообщении #1474162 писал(а):

Доплеровский эффект не учли

Я думаю, что его можно не учитывать, т.к. уширение линии из-за Допплеровского эффекта составляет примерно $0.1$ нм. К сожалению под рукой нет статьи, в которой это было. Не очень понимаю, почему нужно применять преобразование Абеля

[madschumacher]

follow_the_sun в сообщении #1474167 писал(а):

Я думаю, что его можно не учитывать, т.к. уширение линии из-за Допплеровского эффекта составляет примерно $0.1$ нм.

Это я для красного словца, для электронной спектроскопии это маловажно (хотя даже в рентгеновской спектроскопии эти поправки делают, всё зависит от геометрии эксперимента). Но вдруг у Вас данные с телескопа, это тоже вполне себе эксперимент.

follow_the_sun в сообщении #1474167 писал(а):

Не очень понимаю, почему нужно применять преобразование Абеля

Дык это в статье, которую Вы привели:

follow_the_sun в сообщении #1474155 писал(а):

"Diagnosis of Electron, Vibrational and Rotational Temperatures in an Ar/N2 Shock Plasma Jet Produced by a Low Pressure DC Cascade Arc Discharge"

Оно для спектрографов нужно.

follow_the_sun в сообщении #1474167 писал(а):

Моделирую по методике, изложенной в статье https://www.researchgate.net/publicatio ... on_spectra через python.

Можете попробовать тот же PGopher потестить, это всё ж отдебаженный код с GUI и кучей фич (температуру им тоже фиттят).
Видимо, всё ж плазма у Вас не такая холодная: уж больно похоже на распад молекул азота...

[follow_the_sun]

madschumacher

madschumacher в сообщении #1474177 писал(а):

Видимо, всё ж плазма у Вас не такая холодная: уж больно похоже на распад молекул азота...

Не знаю, температура плазмы явно меньше $500 K$, возможно распад обусловлен тем, что у плазмаджета импульсное питание ($6kV, 3kHz$)

[madschumacher]

follow_the_sun в сообщении #1474195 писал(а):

Не знаю, температура плазмы явно меньше $500 K$,

Какая из температур меньше 500 K? Трансляционная, вращательная, колебательная или электронная? Не думаю, что у Вас они будут равны.
К тому же, если у Вас атмосферное давление с аргоном, то вполне могут идти индуцированные процессы какие-нибудь.

[follow_the_sun]

madschumacher
Т.е. вы все-таки склоняетесь к мнению, что это распад молекул? Скажите, где про это можно почитать?

[madschumacher]

follow_the_sun в сообщении #1474214 писал(а):

Т.е. вы все-таки склоняетесь к мнению, что это распад молекул?

ну из стандартного и не-инструментального лично мне кажется это самым разумным (но я вполне могу ошибаться). ¯\_(ツ)_/¯
Из других объяснений может быть такое: почему Вы считаете, что это только $v''=0 \rightarrow v'=0$ переход? Могут ли они "горячими линиями" оказаться?

follow_the_sun в сообщении #1474214 писал(а):

Скажите, где про это можно почитать?

madschumacher в сообщении #1474162 писал(а):

(из А.А. Мальцев "Молекулярная спектроскопия")

ну и ещё, например:

• Michael Hollas "Modern spectroscopy",
• К. Бенуэлл "Основы молекулярной спектроскопии".

[follow_the_sun]

madschumacher

madschumacher в сообщении #1474243 писал(а):

почему Вы считаете, что это только $v''=0 \rightarrow v'=0$ переход?

Я попробовал добавить сюда переходы с другими частотами, они не подходят. На графике ниже приведены линии различных колебательных систем (взято отсюда https://www.csustan.edu/sites/default/f ... erage2.pdf ):

madschumacher в сообщении #1474243 писал(а):

Могут ли они "горячими линиями" оказаться?

я просмотрел работы, посвященные определению температуры в подобных разрядах, горячих линий вблизи $337$ нм там не было
Я думаю, вы правы, это действительно расщепление молекул. У линии азота на $316$ нм наблюдается такой же "горб":

поиск по гифке

[madschumacher]

follow_the_sun в сообщении #1474372 писал(а):

Я попробовал добавить сюда переходы с другими частотами, они не подходят. На графике ниже приведены линии различных колебательных систем (взято отсюда

Не, как раз наоборот. Посмотрите например на серии между 500 и 1000 обратными см: там идут линии типа $v'' = n \rightarrow v'=n, \ n =0,1,2,3,\ldots$, причём с повышением колебательного квантового числа происходит сдвиг полосы в красную область (из-за ангармонизма). Сдвиги там составляют порядка десятков-сотен обратных см. Если дать побольше интенсивности в следующие пики, то при плохоньком разрешении они вполне сольются в такой вот горбик.

А теперь посмотрите на свою полосу: там между 337 и 340 нм разница в 250 см обратных в красную сторону, да и разрешение по ходу не ахти какое (кстати, какое?), так что подобные горячие переходы отметать, имхо, рано. Включите ещё сюда все P,Q,R ветви, и получите такую вот кашу.

[follow_the_sun]

madschumacher

madschumacher в сообщении #1474430 писал(а):

кстати, какое?

$0.07$ нм