Неравновесное распределение - энергия
Cтраница 2
Естественно, что для создания химического лазера необходимо использовать сильно экзотермические реакции, сопровождающиеся большим выделением энергии. Химическая реакция, представляющая интерес для создания лазера, должна быть также достаточно быстрой и приводить к неравновесному распределению энергии. Известно, что высокая скорость особенно характерна для реакций с участием свободных атомов или радикалов, для образования которых химическую смесь следует подвергнуть ультрафиолетовому облучению, электронной бомбардировке или действию электрического тока. Однако если в результате облучения возникнет одна-едипственная молекула, то затраты на ее образование не окупятся энергией когерентного излучения и смысл химического лазера как квантового генератора пропадет. [16]
 |
Сравнительная характеристика искрового разряда с плазмохимнческим процессом и действием ударных волн. [17] |
Естественно, что для создания химического лазера необходимо использовать сильно экзотермические реакции, сопровождающиеся большим выделением энергии. Химическая реакция, представляющая интерес для создания лазера, должна быть также достаточно быстрой и приводить к неравновесному распределению энергии. Известно, что высокая скорость особенно характерна для реакций с участием свободных атомов или радикалов, для образования которых химическую смесь следует подвергнуть ультрафиолетовому облучению, электронной бомбардировке или действию электрического тока. Однако если в результате облучения возникнет одна-едипстненная молекула, то затраты на ее образование не окупятся энергией когерентного излучения и смысл химического лазера как квантового генератора пропадет. [18]
В обычных условиях неравновесность в газе возникает, если система подвергается внешнему воздействию. Так, потоки корпускулярного и электромагнитного излучения нарушают равновесие и химический состав верхних слоев земной атмосферы. Другой пример - поглощение мощного лазерного излучения в газах приводит к накоплению энергии на отдельных степенях свободы, возникает система с неравновесным распределением энергии, которая обладает особыми оптическими характеристиками, уникальной реакционной способностью. Химические реакции, например, процесс горения, сопровождаются появлением горячих частиц, имеющих неравновесное распределение энергии по поступательным и внутренним степеням свободы. [19]
В обычных условиях неравновесность в газе возникает, если система подвергается внешнему воздействию. Так, потоки корпускулярного и электромагнитного излучения нарушают равновесие и химический состав верхних слоев земной атмосферы. Другой пример - поглощение мощного лазерного излучения в газах приводит к накоплению энергии на отдельных степенях свободы, возникает система с неравновесным распределением энергии, которая обладает особыми оптическими характеристиками, уникальной реакционной способностью. Химические реакции, например, процесс горения, сопровождаются появлением горячих частиц, имеющих неравновесное распределение энергии по поступательным и внутренним степеням свободы. [20]
Таким образом, данная реакция цепная, и в ней есть акт, дающий неравновесно возбужденные продукты, но она протекает с недостаточной скоростью. Поэтому для создания высокоэффективного химического лазера следует выполнить одновременно несколько условий, а именно: реакция, лежащая в основе такого лазера, должна быть быстрой, идти по цепному механизму н должна приводить к образованию неравновесных возбужденных молекул, колебательная энергия которых значительно превышает энергию поступательного и вращательного движений. Идея использования быстрых цепных реакций была выдвинута впервые советскими учеными. В настоящее время широкое применение нашли цепные реакции водорода или дейтерия с фтором, в результате которых образуются возбужденные молекулы HF или DF с неравновесным распределением энергии по колебательным степеням свободы. Излучение генерируется благодаря колебательным переходам в этих молекулах. Длина волны X излучения для HF составляет 2 7 - 3 2 мкм, а для DF - 3 7 - 4 4 мкм. При добавлении оксида углерода ( IV) к смеси дейтерия и фтора молекулы С02 забирают энергию у молекул DF и переизлучают ее а области 10 мкм. Сравнительно недавно в США был создан химический лазер, излучение в котором составляет 1 3 мкм. В его основу положена реакция молекулярного хлора с пероксидом водорода. Дело в том, что в растворе пероксид водорода диссоциирует на ионы Н и НОа -, которые активно реагируют с молекулами хлора. При этом взаимодействии возникает возбужденная моле кула кислорода. Это так называемый синглетный кислород, в молекуле которого возбуждены не колебания, а долго живущие электронные состояния. [21]
Впервые химический лазер, основанный на реакции между водородом и хлором, был разработан американскими исследователями. Таким образом, данная реакция цепная, и в ней есть акт, дающий неравновесно возбужденные продукты, но она протекает с недостаточной скоростью. Поэтому для создания высокоэффективного химического лазера следует выполнить одновременно несколько условий, а именно: реакция, лежащая в основе такого лазера, должна быть быстрой, идти по цепному механизму н должна приводить к образованию неравновесных возбужденных молекул, колебательная энергия которых значительно превышает энергию поступательного и вращательного движений. Идея использования быстрых цепных реакций была выдвинута впервые советскими учеными. В настоящее время широкое применение нашли цепные реакции водорода или дейтерия с фтором, в результате которых образуются возбужденные молекулы HF или DF с неравновесным распределением энергии по колебательным степеням свободы. Излучение генерируется благодаря колебательным переходам в этих молекулах. Длина волны X излучения для HF составляет 2 7 - 3 2 мкм, а для DF - 3 7 - 4 4 мкм. При добавлении оксида углерода ( IV) к смеси дейтерия и фтора молекулы С02 забирают энергию у молекул DF и переизлучают ее а области 10 мкм. Сравнительно недавно в США был создан химический лазер, излучение в котором составляет 1 3 мкм. В его основу положена реакция молекулярного хлора с пероксидом водорода. Дело в том, что в растворе пероксид водорода диссоциирует на ионы Н и НО2 -, которые активно реагируют с молекулами хлора. При этом взаимодействии возникает возбужденная молекула кислорода. Это так называемый синглетный кислород, в молекуле которого возбуждены не колебания, а долго живущие электронные состояния. [22]
Впервые химический лазер, основанный на реакции между водородом и хлором, был разработан американскими исследователями. Таким образом, данная реакция цепная, и в ней есть акт, дающий неравновесно возбужденные продукты, но она протекает с недостаточной скоростью. Поэтому для создания высокоэффективного химического лазера следует выполнить одновременно несколько условий, а именно: реакция, лежащая в основе такого лазера, должна быть быстрой, идти по цепному механизму н должна приводить к образованию неравновесных возбужденных молекул, колебательная энергия которых значительно превышает энергию поступательного и вращательного движений. Идея использования быстрых цепных реакций была выдвинута впервые советскими учеными. В настоящее время широкое применение нашли цепные реакции водорода или дейтерия с фтором, в результате которых образуются возбужденные молекулы HF или DF с неравновесным распределением энергии по колебательным степеням свободы. Излучение генерируется благодаря колебательным переходам в этих молекулах. Длина волны X излучения для HF составляет 2 7 - 3 2 мкм, а для DF - 3 7 - 4 4 мкм. При добавлении оксида углерода ( IV) к смеси дейтерия и фтора молекулы С02 забирают энергию у молекул DF и переизлучают ее а области 10 мкм. Сравнительно недавно в США был создан химический лазер, излучение в котором составляет 1 3 мкм. В его основу положена реакция молекулярного хлора с пероксидом водорода. Дело в том, что в растворе пероксид водорода диссоциирует на ионы Н и НОз -, которые активно реагируют с молекулами хлора. При этом взаимодействии возникает возбужденная моле кула кислорода. Это так называемый синглетный кислород, в молекуле которого возбуждены не колебания, а долго живущие электронные состояния. [23]
Страницы: 1 2