УДК 535.3 Б.И. Васильев, М.С. Курдоглян, Нгуен Тху Кам РАСЧЕТ РАСЩЕПЛЕНИЯ КОЛЕБАТЕЛЬНО-ВРАЩАТЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ 14 ПОЛОСЫ ν2 МОЛЕКУЛЫ NH3 В СИЛЬНОМ МАГНИТНОМ ПОЛЕ Создание лазеров в новых спектральных диапазонах является важной научнотехнической задачей. Так получение когерентного излучения при оптическом возбуждении молекул аммиака излучением импульсного СО2 лазера позволило увеличить диапазон перестройки лазерного излучения в средней ИК области от 9 до 14 мкм. Однако, на пути создания непрерывного NH3 лазера возникают проблемы, связанные со сдвигом максимума линии поглощения NH3 относительно линии излучения СО2 лазера. Компенсировать такой сдвиг можно, поместив кювету с аммиаком в сильное магнитное поле. В пренебрежении сверхтонким расщеплением вращательные состояния молекул типа симметричного волчка в сильном магнитном поле описываются следующим выражением [1,2]: ⎡ ⎤ H2 ⎡ ⎤ K2 3M 2 − J ( J + 1) (g || − g ⊥ )⎥ − ⎢ E ( J , K , M ) = − Hμ n M ⎢ g ⊥ + ⎥× J (J + 1) 3 ⎣ (2 J − 1)(2 J + 1)J ( J + 1)⎦ ⎣ ⎦ × J ( J + 1) − 3K 2 (χ ⊥ − χ || ) [ где H -напряженность магнитного поля, ] μn -ядерный магнетон, (1) M -проекция магнитного момента на ось квантования, K - проекция магнитного момента на ось симметрии молекулы, g⊥ = 0.568, g|| = 0.500, χ|| − χ ⊥ = 0.37 ×10−6 эрг / Гс2 мол- анизотропия магнитной восприимчивости. Строго говоря, более точный расчет требует учета спин-вращательного взаимодействия, взаимодействия магнитного момента ядер с полем, квадрупольного взаимодействия ядра азота. Однако вклады от этих величин вносят небольшие поправки в результирующие величины, и, поскольку их учет требует более сложных расчетов, проводить здесь такой учет не будем. Расчет производился в предположении, что параметры в (1) не зависят от колебательного состояния. Величина расщепления для переходов в R -ветви с J = 5 → J = 6 , Δ K = 0 , Δ M = ± 1, и напряженности магнитного поля H = 1 Тл показана на рис. 1. Эта зависимость практически линейная, что указывает на то, что основной вклад в (1) вносит первое слагаемое. Следовательно, для приближенных оценок величину расщепления можно считать пропорциональной напряженности магнитного поля. Частота перехода с ΔM = 0 в данном приближении не меняется. 27,6 27,3 ΔΕ, МГц 27 26,7 26,4 -5 0 5 М Рис. 1. Расщепление и смещение линий аммиака в магнитном поле 1 Тл (ΔМ=1). −26,4 −26,7 ΔΕ, МГц −27 −27,3 −27,6 -5 0 5 М Рис. 2. Расщепление и смещение линий аммиака в магнитном поле 1 Тл (ΔМ=−1). Таким образом, использование продольного магнитного поля позволит компенсировать разность частот линии поглощения аммиака и линии излучения СО2 лазера. Литература 1. S.G. Kukolich and W.H. Slygare. Mol.Phys., V17, #2, pp.127-133, 1969 2. S.G. Kukolich. Chem.Phys.Lett.V5, #7, pp. 401-404, 1970