Молния - Юман М.
Скачать (прямая ссылка):
(потенциалы возбуждения) для этих линий. Спектр молнии состоит
преимущественно из спектральных линий нейтральных и однократно
ионизированных атомов азота и кислорода, наложенных на непрерывный
спектр; спектральных линий от двукратно ионизированных элементов не
наблюдалось. Кроме того, Израэль и Вурм идентифицировали некоторые линии
бальмеровской серии водорода и полосы молекулярных
спектров, вызванные N2 (первая отрицательная система около 3914 А) и N2
(вторая положительная система около 3370 А). Интенсивность спектральных
линий с высоким потенциалом возбуждения уменьшается с увеличением высоты
исследуемого участка канала по отношению к линиям с низким потенциалом
возбуждения. На тех спектрах, которые соответствовали месту контакта
разряда молнии с землей, обнаружены линии кальция.
В 1943 г. Николе [32] провел классификацию данных [49] спектроскопии
молнии по мультиплетам и дал списки спектральных линий по элементам и по
стадиям ионизации.
В серии из пяти статей М. Дюфей, Дж. Дюфей и М. Ченг опубликовали
результаты спектрального исследования молнии в интервале длин волн от
2910 до 6570 А.
210
5. Спектроскопия молнии
В исследовании использовались как щелевой, так и бес-щелевой
спектрографы. М. Дюфей [4] привел спектры молнии в фиолетовой и
ультрафиолетовой областях; Дюфей и Ченг [7] получили спектры в интервале
длин волн от 3830 до 5670 А с помощью щелевого спектрографа; Дюфей и
Дюфей [6] опубликовали анализ спектров молнии, полученных с помощью
щелевого спектрографа.
Интенсивность линий ионизированных атомов азота и кислорода уменьшается
по направлению от земли к облаку, и эти результаты [6] подтверждают
наблюдения Из-раэля и Вурма [18]. Исходя из штарковского уширения линии
Н|3 бальмеровской серии водорода, можно определить степень ионизации
канала молнии. Доля ионизированных атомов и молекул составляла около 5-
10-4, что, очевидно, далеко от истины (см. в разд. 5.5.2 результаты по
последним измерениям штарковского уширения). Дюфей и Ченг [7,8] привели
данные анализа десяти спектрограмм, полученных на щелевом спектрометре.
Они составили детальный список спектральных линий, их длин волн,
обозначений мультиплетов и потенциалов возбуждения. Доказано также
существование отрица-тельных полос N2, положительных систем N2 и ряда
других систем полос, включая абсорбционную полосу паров воды. Дюфей и
Ченг отметили заметную разницу в предполагаемой степени возбуждения от
спектра к спектру, которые были получены при помощи щелевого
спектрографа. Они классифицировали спектры по степени возбуждения на
спектры с сильным, средним, слабым и очень слабым возбуждением. Спектр с
сильным возбуждением характеризуется сильными ионными линиями, слабыми
линиями и полосами нейтральных атомов или вообще их отсутствием; спектр с
очень слабым возбуждением характеризуется отсутствием линий от ионов и
наличием спектральных полос и некоторых линий нейтральных атомов.
Следует иметь в виду, что спектр, полученный с помощью щелевого
спектрометра, по существу является наложением спектров ряда разрядов
молнии и спектров со всех точек разряда, включая точки внутри облака. М.
Дюфей [4,5] исследовал фиолетовую и ультрафиолетовую части спектра
молнии. Был получен только один спектр.
5.4. Спектроскопия молнии, 1940-1960 гг,
211
Наблюдение спектра со стороны наиболее коротких длин волн было ограничено
сильной полосой поглощения озона вблизи 2900 А. Ультрафиолетовый спектр
характеризуется сильным непрерывным спектром, на который наложены
спектральные линии и молекулярные эмиссионные полосы. Единственный
исследованный спектр был отнесен к категории спектров со слабым
возбуждением, поскольку он состоял из большого количества сильных полос,
а наблюдаемые линии были немногочисленны и неинтенсивны. Дано детальное
описание наблюдаемых линий и спектральных полос. Дюфей провел
идентификацию
23 тонкоструктурных пиков в полосе системы N2 и 25 таких пиков во второй
положительной системе N2. Предварительно были идентифицированы системы
полос ОН, NH и N0. Исходя из изменения поглощения озоном с длиной волны,
Дюфей рассчитал количество озона, которое находится между спектрометром и
эффективным источником излучения. О поглощении озоном мы будем говорить
еще в разд. 5.5.1.
С 1950 по 1952 г. было опубликовано три статьи относительно инфракрасного
спектра молнии. Джозе [20] сообщил, что в инфракрасном спектре в
интервале от 7400 до 8800 А, полученном щелевым спектрографом,
наблюдались исключительно спектральные линии нейтральных кислорода и
азота; он дал таблицу этих линий. Петри и Смол [39] получили с помощью
щелевого спектрографа спектр молнии в интервале от 7100 до 9100 А. Петри
и Смол нашли 13 линий, принадлежащих нейтральному аргону. Наклес и
Свенсон [22] проводили исследования в интервале длин войн от 6159 до 7157
А и обнаружили две ранее не наблюдавшиеся и ряд ошибочно
идентифицированных спектральных линий нейтральных кислорода и азота.
