Одним из главных принципов уникальной «системы Физтеха», заложенной в основу образования в МФТИ, является тщательный отбор одаренных и склонных к творческой работе представителей молодежи. Абитуриентами Физтеха становятся самые талантливые и высокообразованные выпускники школ всей России и десятков стран мира.

Студенческая жизнь в МФТИ насыщенна и разнообразна. Студенты активно совмещают учебную деятельность с занятиями спортом, участием в культурно-массовых мероприятиях, а также их организации. Администрация института всячески поддерживает инициативу и заботится о благополучии студентов. Так, ведется непрерывная работа по расширению студенческого городка и улучшению быта студентов.

Адрес e-mail:

Курс лекций проф. В. А. Краснопольского

Спектроскопия является основным инструментом дистанционного исследования планетных атмосфер, применяемым в наблюдениях наземными телескопами, орбитальными и авиационными обсерваториями, зондировании с помощью межпланетных автоматических станций. Численное моделирование химического состава планетных атмосфер с помощью фотохимических моделей является, в свою очередь, наиболее мощным методом теоретического анализа и интерпретации наблюдаемых данных. Настоящий курс совмещает экспериментальные и теоретические подходы к изучению химического состава атмосферы, что является ключевой проблемой исследований для каждой планеты.


Программа курса


1. Введение


Свойства планет и их атмосфер. Водородно-гелиевые, углекислые и азотно-метановые атмосферы в Солнечной системе. Барометрическая формула, турбулентное перемешивание и молекулярная диффузия. Уравнение теплового баланса, его решение для термосферы. Экзобаза, тепловое, нетепловое и гидродинамическое убегание. Химический состав атмосферы и его связь с происхождением, эволюцией и космогеохимическими циклами планеты. Основные методы исследования химического состава атмосферы: спектроскопия, масс-спектрометрия, газовая хроматография. Спектроскопия поглощения и эмиссионная спектроскопия. Основы фотохимического моделирования.


2. Атомная спектроскопия


Базовые положения квантовой механики. Уравнение Шредингера. Состояния водородоподобного атома. Типы переходов, вероятности переходов, правила отбора. Спектры водородоподобного атома. Многоэлектронные атомы: принцип Паули, спин-орбитальное взаимодействие, уровни энергии, правила отбора.


3. Молекулярная спектроскопия


Симметрия и спектроскопия. Вращательные уровни и вращательные спектры. Колебательные уровни и колебательно-вращательные спектры. Правила отбора, P, Q, R-ветви. Вращательная температура, изотопический сдвиг. Электронные состояния двухатомных молекул, их спектры. Системы и прогрессии полос. Интенсивность полос, принцип Франка-Кондона. Колебательно-вращательный спектр CO2.


4. Наблюдения спектров планет


Контур спектральных линий. Спектроскопические базы данных. Наблюдаемые и синтетические спектры планет. Допплеровский сдвиг. Спектроскопия высокого разрешения. Наземные, авиационные и орбитальные обсерватории, межпланетные зонды. Фурье-спектрометры, спектрометры с длинной щелью. Гетеродинные спектрометры в ИК, терагерцовом и микроволновом диапазонах. Диодная лазерная спектроскопия. Внутрирезонаторная спектроскопия.


5. Солнечное излучение и фотохимический эффект


Основные сведения о Солнце: фотосфера, минимум температуры, хромосфера, корона. Спектр излучения Солнца. Фотодиссоциация, фотоионизация, диссоциативная ионизация, дневное свечение атмосферы. Процессы фотоэлектронной диссоциации, ионизации и возбуждения. Резонансное рассеяние и флуоресценция.


6. Столкновения и химические реакции


Двойные и тройные столкновения: приближение жестких сфер. Коэффициенты скорости реакций. Модель центробежного барьера. Экзотермические и эндотермические реакции. Реакции, запрещенные по спину и по четности. Столкновительные комплексы, энергия активации. Диссоциативная и радиационная рекомбинация. Хемилюминисцентные реакции и ночные свечения атмосфер. Реакции метастабильных соединений. Термохимические реакции и термохимическое равновесие. Прямые и обратные реакции.


7. Фотохимическая задача и ее решение


Фотохимическая задача как система одномерных уравнений непрерывности в сферически-симметричной атмосфере. Выбор компонент, их реакций и коэффициентов скорости. Входные данные: профиль температуры, коэффициенты турбулентной и молекулярной диффузии, граничные условия. Сохранение масс элементов и граничные условия. Конечно-разностные аналоги уравнений непрерывности, их решение с помощью итераций.


8. Спектроскопия и фотохимия атмосфер отдельных планет



Литература


YungY.L., DeMoreW.B., 1999. Photochemistry of Planetary Atmospheres. Oxford Univ. Press, Oxford — New York.


ChamberlainJ.W., HuntenD.M., 1987. Theory of Planetary Atmospheres (second edition). Academic Press, Orlando.


KrasnopolskyV.A., 1987. Physics of Planetary and Cometary Airglow. Nauka, Moscow.


KrasnopolskyV.A., 1986. Photochemistry of the Atmospheres of Mars and Venus. Springer-Verlag, Berlin — New York.

Если вы заметили в тексте ошибку, выделите её и нажмите Ctrl+Enter.

© 2001-2016 Московский физико-технический институт
(государственный университет)

Техподдержка сайта

МФТИ в социальных сетях

soc-vk soc-fb soc-tw soc-li soc-li
Яндекс.Метрика