Спектроскопия и физика атомов и молекул

О механизме селективного заселения уровня $3p_1$ атома неона в $\mathrm{He}$–$\mathrm{Ne}$-плазме

В. А. Иванов, Ю. Э. Скобло

Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия

Аннотация: В спектроскопических исследованиях гелий-неоновой плазмы, проведенных ранее, была обнаружена ярко выраженная селективность заселения уровня $3p_1$ (по Пашену), верхнего из группы уровней конфигурации $2p^54p$ атома $\mathrm{Ne}$. По мере роста давления гелия в линии $352.05$ nm $(3p_1\to1s_2)$ концентрировалось до $60$% интенсивности всех переходов $2p^54p\to 2p^53s$. В настоящей работе предложен механизм роста относительной населенности уровня $3p_1$ при увеличении давления $\mathrm{He}$, связанный с особенностями столкновительной кинетики состояний $3p_i$ конфигурации $2p^54p$. Причиной значительно более быстрого опустошения нижних уровней $3p_i$ $(i\ge 2)$ по сравнению с $3p_1$, по-видимому, являются особенности взаимного расположения адиабатических термов системы $\mathrm{Ne}(2p^54p)$ + $\mathrm{He}(1s^2\,{}^1S_0)$. Механизм формирования селективного заселения уровня $3p_1$, рассмотренный в данной работе, может реализоваться в смеси гелия с неоном и не может реализоваться в чистом неоне, что соответствует результатам спектроскопических исследований. Проведены модельные расчеты части спектра, относящейся к переходам $3p_1$, $3p_4$, $3p_2\to1s_j$, при фиксированном распределении потоков заселения состояний $3p_1$, $3p_4$, $3p_2$ и различных давлениях гелия. Наблюдается хорошее соответствие результатов измерений и результатов численного моделирования.

Ключевые слова: гелий-неоновая плазма, селективное заселение, неупругие столкновения атомов, адиабатические термы, численное моделирование заселения возбужденных состояний.

Поступила в редакцию: 06.09.2023
Исправленный вариант: 02.04.2024
Принята в печать: 18.05.2024

DOI: 10.61011/OS.2024.07.58890.5540-24

Реферативные базы данных:

•