Колебательно-вращательное взаимодействие молекул. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Вращат. и колебат. движения в молекуле не являются независимыми. При колебаниях молекулы изменяются её моменты инерции. Поэтому вращат. уровни энергии колеблющейся молекулы отличаются от соответствующих уровней "жёсткой" молекулы - молекулы с неподвижными атомными ядрами. Если считать, что вращат. постоянные А, В, С и центробежная постоянная D зависят от колебат. состояния, то, напр., для вращат. постоянной В получим:

где В_е - вращат. постоянная в равновесной конфигурации,

- малые по сравнению с В_е величины, g,- - кратность вырождения нормального колебания Q_i, суммирование проводится по всем г нормальным колебаниям. Аналогично получаются выражения для др. вращат. постоянных, к-рые позволяют вычислить вращат. уровни энергии двухатомных и многоатомных молекул в невырожденном колебат. состоянии с очень высокой точностью. В вырожденном колебат. состоянии К--в. в. приводит к более сильным эффектам, чем приведённое изменение вращат. постоянных (1). Это связано с наличием колебат. момента импульса в вырожденном колебат. состоянии.

В случае линейной многоатомной молекулы колебат. момент может принимать значения

, где

,...,-

, а суммирование проводится по всем вырожденным колебаниям. В сумме с электронным моментом он даёт полный момент молекулы l относительно её оси. Поскольку полный момент J не может быть меньше момента относительно оси, то l пробегает значения

, . . . Состояний с J=0, 1, . . .,

не существует.

При возбуждении дважды вырожденных колебаний молекул типа симметричного волчка и трижды вырожденных колебаний молекул типа сферич. волчка наиб. сильным становится кориолисово К--в. в. Оно приводит к появлению члена

в выражении для вращат. энергии симметричного волчка, где А вращат. постоянная, - кориолисова постоянная

-го колебания,

- колебат. момент, К - проекция момента молекулы на ось волчка. Этот член снимает вырождение по знаку К. Для сферич. волчка в состоянии

трижды вырожденного нормального колебания кориолисово взаимодействие вызывает расщепление вращат. уровня на три подуровня с энергиями:

Кориолисовы постоянные всегда

и имеют порядок 10^-1-10^-2. См. также ст. Молекула.

Литература по колебательно-вращательному взаимодействию молекул

Знаете ли Вы, что любой разумный человек скажет, что не может быть улыбки без кота и дыма без огня, что-то там, в космосе, должно быть, теплое, излучающее ЭМ-волны, соответствующее температуре 2.7ºК. Действительно, наблюдаемое космическое микроволновое излучение (CMB) есть тепловое излучение частиц эфира, имеющих температуру 2.7ºK. Еще в начале ХХ века великие химики и физики Д. И. Менделеев и Вальтер Нернст предсказали, что такое излучение (температура) должно обнаруживаться в космосе. В 1933 году проф. Эрих Регенер из Штуттгарта с помощью стратосферных зондов измерил эту температуру. Его измерения дали 2.8ºK - практически точное современное значение. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.