9Academic Research in Educational Sciences VOLUME 2 | CSPI CONFERENCE 3 | 2021 Zamonaviy ta'limda matematika, fizika va raqamli texnologivalarning dolzarb muammolari va vutuqlari
Toshkent viloyati Chirchiq davlat pedagogika instituti
РЕЗОНАНСНЫЕ СЕЛЕКТИВНЫЕ ГЕТЕРОГЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ В
ЛАЗЕРНОМ ПОЛЕ
Захидова М. А, Гиясова З.Р.
Национальный университет Узбекистана имени Мирзо Улугбека, Ташкент,
Узбекистан т-дкИ idova@vahoo. сот
АННОТАЦИЯ
В работе изучены селективные резонансные процессы переноса молекул по поверхности стекла под действием лазерного излучения. Исследованы спектры флуоресценции и комбинационное рассеяние молекул брома адсорбированного в мелких порах под действием излучения аргонового лазера. Обнаружено, что молекулы, адсорбированные в монослое, участвуют только в комбинационном рассеянии.
На сегодняшний день ископаемое топливо является основным источником энергии, используемой во всем мире. Невозобновляемость таких источников энергии, а также их вредное воздействие на экологию планеты, такое как «парниковый эффект», загрязнение воздуха и повышение температуры нашей планеты создают серьезные проблемы. Многие научные центры и лаборатории по всему миру в настоящее время проводят интенсивные научные исследования по широкому использованию контролируемых светом селективных гетерогенных процессов для очистки атмосферы от вредных выбросов.
В качестве одного из решений этих проблем в работе рассматриваются процессы, наблюдаемые под воздействием света на адсорбированных молекул в гетерогенных системах, изучение которых имеет большое практическое значение [1]. Специфической особенностью взаимодействия лазерного излучения с молекулами и атомами является их сильно выраженный резонансный характер. Принципиально новым в применении лазерного излучения в данном случае является возможность точного подбора резонансной длины волны лазерного излучения к длине волны поглощения атома (молекулы), а в некоторых случаях перестройка длины волны излучения по контуру поглощения. Свет оказывает резонансное воздействие на
Google Scholar
Academic Research, Uzbekistan
Scientific Library of Uzbekistan www.ares.uz
Academic Research in Educational Sciences VOLUME 2 | CSPI CONFERENCE 3 | 2021 Zamonaviy ta'limda matematika, fizika va raqamli texnologivalarning dolzarb muammolari va vutuqlari
Toshkent viloyati Chirchiq davlat pedagogika instituti
адсорбированные молекулы в гетерогенных системах, в то время как в случае молекулярной системы он вызывает изменение состояния молекулы [2].
Принципиальная возможность управления с помощью лазерного излучения проницаемостью мелкопористых мембран для различных газов впервые было показано в [3,4]. Было обнаружено, что резонансные молекулы испытывают большие препятствия при диффузии через пористые структуры, чем нерезонансные. Диффузия резонансных молекул через одиночные тонкие капилляры и стеклянные фильтры из мелкопористого стекла с множеством сквозных каналов диаметром несколько нанометров является оптимальной схемой для селекции газов. Углубление адсорбционного потенциала под действием интенсивного резонансного поля позволяет управлять скоростью диффузии[3]. Установление физических характеристик диффузии позволяют реализовать на их основе практические схемы селекции потоков из различных газов.
Изменения энергии атомов и молекул вблизи поверхности твердого тела под действием резонансного излучения эффективно можно контролировать с помощью спектроскопических методов. В частности, поляризационное воздействие излучения аргонового лазера с длиной волны 514,5 нм на молекулы брома отражается в спектрах резонансной флуоресценции и резонансного комбинационного рассеяния. Частотной разницей компонент флуоресценции и рассеяния можно количественно характеризовать энергетические изменения молекул брома в поле резонансного излучения. Характерно, что при малых степенях заполнения поверхности пор, спектры адсорбированных молекул резко отличается от спектров свободного брома, что объяснено изменением степеней свободы молекулы у поверхности; но при больших концентрациях спектральные характеристики брома в порах близки к характеристикам свободного брома.
Рис.1. Спектры рассеяния чистого пористого образца (нижний спектр) и адсорбированного в порах брома (верхний спектр) (ширина щели -спектральное разрешение -7 см-1, постоянное времен 2 сек, скорость развертки 6,67 нм/мин, длина волны возбуждения 514,5 нм).
Google Scholar Scientific Library of Uzbekistan
Academic Research, Uzbekistan 674 www.ares.uz
Academic Research in Educational Sciences VOLUME 2 | CSPI CONFERENCE 3 | 2021 Zamonaviy ta'limda matematika, fizika va raqamli texnologiyalarning dolzarb muammolari va yutuqlari
Toshkent viloyati Chirchiq davlat pedagogika instituti
Спектр излучения чистого (без брома) пористого стекла, возбуждаемого излучением аргонового лазера, представляет собой очень широкую полосу, простирающуюся до инфракрасного диапазона (рис.1). Природа данного излучения изучена в кварцевых и многокомпонентных стеклах, а также в оптически чистых жидкостях [4]. В спектре рассеяния при этом наблюдается несколько слабых комбинационных линий, самые сильные из них лежат на 440 и 488 см-1. Эти линии соответствуют колебательным движениям в структуре Si-O-Si. Структурные линии не мешают наблюдению спектра брома.
При облучении адсорбированного брома излучением аргонового лазера с длиной волны 514,5нм наблюдалась интенсивная флуоресценция. Излучение приобретает заметный глазом желтоватый оттенок. Происходит флуоресценция на высоких колебательных обертонах. Излучение аргонового лазера попадает в полосу поглощения молекулярного брома. Это излучение резонансно переходу 1^+1g ^ 3n+ou, верхний уровень которого лежит на 150 см-1 ниже диссоциационного предела. Более коротковолновое излучение лазера приводит к диссоциации молекул брома. Этим объясняется и различия в характере резонансного рассеяния бромом. Исследования, проведенные с газообразным бромом (не в порах) показали, что излучение аргонового лазера 514,5 нм вызывает РФ, а 501,7, 496,5, 488,0, 476,5 нм - РКР. РФ и РКР обладают рядом характерных признаков; основное их различие заключается в том, что РФ-спектр состоит из дублетов, соответствующих Р- и R-ветвям электронно-колебательно-вращательных переходов, а РКР-спектр состоит из одиночных полос, соответствующих Q-ветвям колебательно-вращательных переходов.
Исследование резонансного рассеяния, спектр которого более информативен, чем спектр нерезонансного, позволяет с хорошей точностью определять ряд молекулярных констант и выявить специфический характер рассеяния и флуоресценции, зависящих от плотности молекул на поверхности. Сравнение спектральных данных для молекул в газовой фазе и в порах может выявить механизм взаимодействия молекул с поверхностью пор.
REFERENCES
1.Петров Ю.Н., Прохоров А.М., Якубова М.А.// Письма в ЖЭТФ. 1985. Т.41. №. 9. С.384-386.
2. Kokharov A.M., Zakhidova M.A.// J, Applied Spectroscopy, 2018.Vol.85,№1,P.73-77.
Google Scholar Scientific Library of Uzbekistan
Academic Research, Uzbekistan 675 www.ares.uz
Academic Research in Educational Sciences VOLUME 2 | CSPI CONFERENCE 3 | 2021
Zamonaviy ta'limda matematika, fizika va raqamli texnologivalarning dolzarb muammolari va vutuqlari
Toshkent viloyati Chirchiq davlat pedagogika instituti
З.Захидова М.А. // УФЖ. 2009. Т.11.№ 1. С.36-46.
4.Карлов Н.В., Орлов А.Н., Петров Ю.Н., Якубова М.А. Известия АН СССР. Серия Физическая. 1985. Т.49. №3. С.564-568.
5.Захидов Э.А., Касымджанов М.А., Хабибуллаев П.К.// Доклады РАН. 2000. Т.375. №2. С.177-180.
Google Scholar
Academic Research, Uzbekistan
Scientific Library of Uzbekistan www.ares.uz
