Физика околоземного космического пространства. Гл. 3, 4 / Рос. акад. наук, Кол. науч. центр, Поляр. геофиз. ин-т. – Апатиты : [б. и.], 2000. – 708 с.

Глава 3. Полярные сияния актуальна в настоящее время не только с академической точки зрения, но и представляет интерес при изучении спектров полярных сияний с нижним красным краем. Одной из точек зрения возникновения свечения авроры типа Б является теория доминирования столкновительных процессов в перераспределении скоростей возбуждения триплетных состояний молекулярного азота на высотах 80-90 км (Morrill, Benesch, 1996). Согласно этой теории, скорости столкновительных процессов на данных высотах становятся достаточно высокими и определяющими в межсистемных переходах между триплетными состояниями. Эго, в свою очередь, приводит к усилению свечения красных полос первой положительной системы молекулярного азота в видимой части спектра. К настоящему времени накоплен достаточно обширный материал по измерениям скоростей столкновительных процессов для электронно­ возбужденного молекулярного азота N 2 (Bachmann et al., 1993; Ottinger et al., 1995). Одним из интересных свойств результатов данных измерений является тот факт, что скорости переходов между колебательными уровнями различных триплетных состояний обнаруживают экспоненциальную зависимость от дефекта резонанса данного процесса, то есть сечение процесса пропорционально ехр(-Д/Е0), где А - дефект резонанса (то есть разность энергий начального и конечного уровней), Е0 - параметр для данной системы переходов. Аналогичные измерения для молекулы CN в работе (Katayama et al., 1979) были аппроксимированы зависимостью ехр(-Д/кТ), где Т - температура, к - постоянная Больцмана. Как указывают авторы (Bachmann et al., 1993), последняя зависимость во многих экспериментах с различными газами не выполняется, и более удачной аппроксимацией является ехр(-д/Е0). Для получения аналитической аппроксимации скоростей столкновительного гашения электронно-возбужденных состояний воспользуемся приближением Ландау-Зинера для неадиабатических переходов (см. предыдущие два параграфа), при этом ограничимся только экзотермическими процессами (т.е. Д>0). На рис.3.110 показана схема пересечения потенциальных кривых триплетных состояний молекулярного азота во время возмущения потенциальных поверхностей налетающей частицей (рис.3.110 из работы Bachmann et al. (1993). Неадиабатические переходы с одной поверхности на другую происходят главным образом в точках пересечения. Вероятность перехода между поверхностями для классических координат в случае столкновения атомов пропорциональна матричному элементу взаимодействия между электронными термами и обратно пропорциональна скорости движения изображающей точки и разности производных потенциальных энергий вдоль движения. В случае столкновения молекул необходимо учесть факторы перекрытия волновых функций триплетных состояний, то есть факторы Франка-Кондона. 628