Cars e mistura de quatro ondas ressonantes em produtos nascentes do sistema na+h2 - Correia, Ricardo Rego Bordalo (1993)
Neste trabalho é analisado o complexo espectro de.. mistura de quatro ondas observado numa mistura de vapor de sódio e hidrogênio quando iluminada por um laser sintonizado na linha D do Na. Entre estas linhas, foi observado o já conhecido espectro CARS, do hidrogênio excitado nos estados vibracionais v"= 1, 2 e 3, que resulta da transferência eletrônica- vibracional entre o átomo de Na(3p) e da molécula de H2 (quenching da fluorescência do Na). Com a utilização de para-H2 , no lugar de hidrogênio normal, foi demonstrado que a distribuição estatística introduzida pelo spin nuclear na molécula de hidrogênio, não se altera devido à colisão inelástica com o Na(3p). Também foi t demonstrado que a distribuição rotacional do H2 nascente da colisão, não é térmica, mostrando-se deslocada para valores maiores do número quântico do momento angular J. Adicionalmente observa-se um rico espectro de mistura de quatro ondas, com forte dependência do laser de bombeio. As linhas deste espectro foram identificadas como harmônicos CARS e dubletes P-R anti-Stokes, de moléculas de NaH, cujos sinais no processo de MQO são amplificados por ressonâncias eletrônicas adicionais. A discrepância crescente da posição das linhas dos harmônicos, entre os valores calculados e observados, para estados rotacionais com J > 6, indica a necessidade de uma correção para os coeficientes de Dunham, de ordem superior aos do estado fundamental eletrônico X1r, atualmente recomendados. Baseado na teoria de MQO ressonantes para campos fortes, foi desenvolvida uma expressão analitica para o x(3), em função da freqüência e intensidade dos campos incidentes. Com o ajuste de constantes moleculares e de campo nesta expressão, foi possível simular o perfil de algumas das linhas observadas. Nestes perfis de linha é possível se evidenciar o efeito de saturação, interferência e o desdobramento Stark das transições eletrônicas ressonantes. Através dos dados obtidos para os produtos nascentes dos sistema de colisão Na(3p, 4d e 5s) + H2, coloca-se em questão a possível origem do NaH produzido na reação fotoquímica entre Na(3p) e H2 , uma vez que o processo direto é endotérmico por 0,48 eV. Se analisa neste trabalho alguns possíveis mecanismos que levem a reação, entre os quais a combinação de energia de dois átomos de sódio excitados, resultando em um átomo altamente excitado e um no estado fundamental, ou a excitação vibracional das moléculas de hidrogênio molecular, resultantes da transferência de energia do Na(3p), as quais já no primeiro estado vibracional excitado possuem energia suficiente para possibilitar a reação, O método de análise desenvolvido neste trabalho demonstra o potencial da técnica espectroscópica não linear, comparativamente às técnicas lineares, no estudo de moléculas simples, assim como na investigação de produtos nascentes de complexos de colisão. Além da obtenção de constantes espectroscópicas, o método possibilta a determinação da distribuição vibracional e rotacional nascente desses produtos, com alta resolução espectral e temporal.