Probabilités de transition radiative et distributions vibrationnelles de l'oxyde de carbone hors équilibre : étude expérimentale par spectroscopie infrarouge : contribution à la théorie analytique des distributions vibrationnelles

par Robert Farrenq

Thèse de doctorat en Sciences physiques

Sous la direction de Georges Graner.

Soutenue en 1986

à Paris 11 , en partenariat avec Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne) (autre partenaire) .

mots clés

• Emission infrarouge
• Transfert collisionnel
• Distribution vibrationnelle
• Moment dipolaire de transition
• Co
• Isotopes
• Transfert radiatif

Résumé

Cette thèse présente une analyse par spectrométrie de Fourier de l’émission de l'oxyde de carbone, excité par décharge électrique, dans le domaine infrarouge. De l'observation des transitionsΔv= 1, 2 et 3, jusqu'à v= 40, concernant les espèces 12C 16O et 13C 160, Δv= 1 jusqu'à v 26 concernant 12C 18 0, on obtient : - les probabilités de transition à deux et trois quanta, relativement aux probabilités de transition à un quantum (ces valeurs ont été utilisées pour déterminer le moment dipolaire de co sur un large domaine de distances internucléaires). Les distributions vibrationnelles des trois espèces isotopiques- Les théories analytiques concernant ces distributions (Gordiets et Mamedov, Lam) ont été confrontées aux valeurs expérimentales. Les divergences constatées nous ont conduit à modifier ces théories, en proposant un nouveau modèle pour les transferts d'énergie vibration-vibration et en y insérant les transferts multiquanta. Dans le but de mesurer séparément les distributions de population et les moments dipolaires de transition de molécules hors équilibre thermodynamique, une méthode expérimentale a été conçue et testée avec succès sur CO.

Titre traduit

Radiative transition probabilities and vibrational distributions of nonequilibrium carbone oxide : experimental study using infrared spectroscopy, analytical theory for vibrational distributions

Résumé

This dissertation presents an analysis of carbon monoxide emission recorded in the infrared by Fourier transform spectrometry. From the observation of the Δv = 1, 2 and 3 transitions, up to v = 40, for the two isotopic species 12C 16O and 13C 160, and of the Δv= 1 transitions , up to v= 26 for 12C 18 0, we obtain : - the ratios between the one, two and three quanta transition moments (this set of new experimental information has been used for the determination of electric dipole moment function of CO, up to a large internuclear separation); -the vibrational distribution functions for the three isotopic species. The existing analytical theories (Gordiets and Mamedov, Lam) applied to our results are found inadequate. We therefore propose a new model for vibration-vibration energy transfers, taking into account the multi-quantum transfers. In order to obtain separately distribution functions and transition moments for molecules out of thermodynamical equilibrium, an experimental method has been conceived and tested successfully on CO excited by an electrical discharge.