原文

，卷:5(1)

• 查看PDF
• 下载

电子能量爆炸(EEE)在空气中活跃介质中的逆粒子数

*通信:

各方面VG莫斯科RAS化学物理研究所，电话:74955649763,电子邮件: (电子邮件保护)

摘要

在铁氧体片表面附近的电压为440v的放电用于电子启动能源爆炸(EEE)在空中。在EEE活性区进行氮氧化支链反应。光学谐振腔的反射镜位于EEE有源区的两侧。在这些条件下观察到蓝色超发光。在EEE的活性区加入润湿的硝酸钠粉末，可在光谱的红色和绿色区域产生激光。所得结果可以解释为支链反应产生电子激发原子O(1S)和分子NO(B 2ÐÂÂ)和NO2*。

关键字

支链反应;放电;电子的能量;电子激发的分子和原子;爆炸;激光的一代;O (1);没有(B 2Π);没有₂^＊；氮氧化;人口反演;硝酸钠;受激辐射

简介

一个chemical-kinetic模型关于氮氧化支链反应的研究最近发表了[1］．根据该模型，链机制涉及三种电子激发粒子:NO (B2?)， N₂o (1)₂^＊．这三种都能产生激光产生可见辐射。

根据检讨[2]中关于空气中EEE的实验数据，了解EEE本质的关键在于，铁氧体片表面附近的放电是在约400 V/cm的电压下形成的，这比分子与电子碰撞电离产生电子雪崩所需的电压低两个数量级。因此，化学电离过程(如O(1S) + N => NO(+) + e(-))的作用增强。化学链式反应中O(1S)原子的形成产生EEE。因此，空气中的EEE使我们能够进行上述实验中的支链反应。

硝酸钠电爆炸[3.]会产生辐射的气尘云。这团云发出的光是由受激辐射产生的[3.］．

放电单元的设计，在我们最后的实验中使用EEE (图。1)允许我们用硝酸钠粉末覆盖其中一个电极。这可能导致放电区硝酸钠分解产生O(1S)原子的增强。O(1S)原子在氮氧化链式反应机理中起着重要作用[1］．可以认为，链式反应速度的增加会增加反应区的激光产生强度。这项工作的目的就是调查这种可能性。

方法

所使用的实验装置概述在图。1．交流整流器将各电容(C = 1000 μF)充电至220v电压。将电极A和B置于电接触处，结果在放电间隙2上施加440v电压。LD乐动体育官网所述放电间隙的两个电极均与铁氧体铁芯1的表面接触。LD乐动体育官网这种铁氧体铁芯用于电视飞回变压器。在电极之间的电压为440v时，放电间隙2及其周围形成明亮的EEE闪光。

实验结果

在图。2在白色屏幕上可以看到上述光点的视频记录帧。这些光点的一般外观使人们能够争辩说，它们的起源与受刺激的(不是自发的)辐射有关。这种说法的第一个论据是黑点周围没有半影:只能看到光和影之间的清晰边界。所以光线照进来图。2是由平行光束形成的。两个不同颜色的光点图。2它们在屏幕上的位置也不同:不同颜色的光子雪崩以不同的角度传播到透镜的光轴上。这些雪崩的方向彼此没有关联。图。2不能让我们描述EEE辐射的全部颜色组成，但可以确定辐射光中红橙色和蓝色的存在。

将润湿的硝酸钠粉末涂抹在放电间隙的一个电极表面，会导致光点的总体外观发生变化。一个非常明亮和非常紧凑的点出现在图像的下部图。3．可以认为这个光斑与激光产生有关。在摄像机的物镜前放置一个红色的玻璃会使图像失真图。4，表示存在红色激光产生。根据化学动力学中提出的支链反应机理模型［1]，红色激光的产生可归因于NO2*分子。这些分子的辐射光谱在波长600 nm处具有最大值[4］．

讨论

在屏幕上观察到的光点图像，无法用几何的方法来解释光学作为图像的光源由透镜形成。透镜与放电间隙之间的距离小于透镜的聚焦距离。在这种条件下，透镜不会形成发出自发辐射的光源的任何清晰图像。因此，空气中的EEE形成了一种活性介质，其特征是形成了几种电子激发分子的倒居群。这与《化学动力学》中关于氮氧化支链反应机理的结论相一致模型［1]：

O (^3.P) + no (b)²?) => o (¹S) + no (1)

O (¹S) + n₂+ m => n₂- o (¹S)* + m (2)

N₂- o (¹S) + o => no + no (b²?) * (3)

No + o + m =>₂* + m (4)

没有(B²?)分子在光谱的蓝色区域有强烈的发射跃迁[5］．这些分子产生超发光的蓝点(图。2，3.，5)．单镜谐振腔超发光是可能的[7(如前所述，其中一面镜子对蓝光和紫光是透明的)。Exciplexes(激发态复合物₂- o (¹S)绿色辐射(557 nm.)。没有₂放射出红色和橙色[4］．这些分子分别产生绿色和红色激光(图。4，5)．

另一种解释红色激光产生的可能性是:在含氮介质中₂O_3.N₂O_3.+ o <=> n₂O₄^＊导致N的红色辐射₂O₄分子(8］．这些分子可以在相同的光谱区域产生激光，如反应(4)[9］．

空气中EEE的示波器图[2]表明爆炸的发生相对于放电起始延迟了几毫秒。NO分子和O原子在活性区积聚到临界浓度的过程需要一些时间(几毫秒)。NO分子和O原子流失到周围大气通过热膨胀的方式，过程的特点是时间大致相同。因此，激光产生的出现关键取决于活跃区化学反应的速率。

空气中EEE的示波器图[2]表明爆炸的发生相对于放电起始延迟了几毫秒。NO分子和O原子在活性区积聚到临界浓度的过程需要一些时间(几毫秒)。NO分子和O原子流失到周围大气通过热膨胀的方式，过程的特点是时间大致相同。因此，激光产生的出现关键取决于活跃区化学反应的速率。

由此观察到NO₂^＊在空气活跃区EEE中引入硝酸钠产生的激光与结论一致[1]和[3.]: O(¹S)硝酸钠原子在分解过程中增强了NO和NO的速率₂^＊在氮氧化反应中形成。

结论

所提出的实验构成了观察由支链反应产生的电子激发分子的激光生成的第一个实例。

这样的反应被认为有很大的潜力来设计有效的化学品激光［10］．结果证实了《化学动力学》中提出的氮氧化支链反应机理模型［1］．

参考文献

1. Fedotov VG, Fedotova EY。化学动力学模型由放电引起的大气氮氧化链式反应。Russ J Phys Chem B 2016;10:5, pp. 748-752。VG Fedotov, EYA。Fedotova，发表在Khimicheskaya Fizika, 2016;3:3-8。
2. Fedotov VG, Fedotova EYA。电解质之间的相互作用。中国生物医学工程学报，2015;
3. Fedotov VG, Fedotova EY。物理化学。2012;1:96-99。
4. Fontijn A, Meyer CB, Shiff HI。HSO自由基的电子谱和结构。化学物理学报。1964;40:64。
5. 波点图AM，李嘉德A, Dodet B，等。氮介质阻挡放电余辉中的孤波效应。中华物理学报(自然科学版)，2005;38(3):319 - 319。
6. 杨杨，夏普利斯。氮气中发光的激发机制。化学物理学报。1969;39:1071。
7. Andreev AV, Yemelyanov VI, Ilyinski UA。光学中的合作现象，莫斯科。Nauka》1988。
8. Gordon EB，莫斯科DA, Sotnichenko SA。电子学报。1976;3:2591-95。
9. Golomb D, Good RE, Del-Greco FP，等。Photo-recombination激光。化学学报，1966;44: 4349。
10. Oraevskii。化学激光器。见:Spravochnik Polazeram(激光手册)，莫斯科，苏联电台。1978;1:173。