Исследование кинетических процессов с участием электронно-возбужденных молекул N2 и ионов N2+ на высотах средней атмосферы Земли и в разрядной камере

Исследованиям высотных атмосферных разрядов (красных спрайтов, голубых струй, эльфов, гало и других) в настоящее время уделяется очень большое внимание. Получены данные о различных их свойствах. Наибольшее число работ при этом посвящено изучению красных спрайтов. Однако исследование их свойств, в том числе спектров излучения, затруднено из-за большой высоты этих разрядов над уровнем моря, сложности спектральных измерений, а также пространственной и временной неопределённости их появления. Предлагается получать предварите6льную информацию о спектрах излучения красных спрайтов при высоком разрешении в различных диапазонах, используя их лабораторные аналоги – плазменные диффузные струи (ПДС). Для обоснования прогнозов о спектрах излучения красных спрайтов, экспериментально измеренные излучательные характеристики ПДС сравнивались с данными расчётов. При этом использовалась модель, описывающая кинетические процессы с участием электронно-возбужденных триплетных состояний N2 и дублетного состояния N2+ в смеси газов N2 и О2. Проводится сравнение теоретически рассчитанных и экспериментально измеренных отношений спектральных плотностей излучения десяти полос красного и инфракрасного диапазонов спектра свечения молекулярного азота (первая положительная система 1PG) к плотностям излучения ультрафиолетовых полос N2 (вторая положительная система 2PG) и полосы N2+ (первая отрицательная система 1NG) при давлениях среды 0.03−1 Torr. Показано уменьшение отношения спектральных плотностей энергии W1PG/W2PG с ростом давления, что объясняется ростом скорости гашения состояния B3Πg с увеличением плотности среды.
Данное исследование выполнено при поддержке Российского научного фонда за счет гранта № 25-22-00158