Desaktivierungsquerschnitte metastabiler Niveaus von Erdalkaliatomen bei thermischen Stößen mit Argon
Abstract
deEin homogenes Gasgemisch aus Erdalkaliatomen (Ca, Sr oder Ba) und Argon in hohem Überschuß wurde hinter der reflektierten Stoßwelle eines gasbetriebenen Membranstoßwellenrohrs sprunghaft auf Temperaturen zwischen 2700 und 4000 K erhitzt. Die Relaxationszeiten für die Bevölkerung der metastabilen Zustände der Erdalkaliatome infolge thermischer Stöße mit Argonatomen wurden mittels zeitaufgelöster integraler Atomlinienabsorptionsspektroskopie bestimmt. Die daraus berechneten Desaktivierungsquerschnitte der metastabilen 3P- bzw. 3D- und 1D-Zustände liegen zwischen einigen 10−21 cm2 beim Ca und 10−19 cm2 beim Ba und zeigen keine erkennbare Temperatur-abhängigkeit. Daraus folgt, daß die Pseudo-Kreuzung der beiden hier maßgebenden Potentialkurven des Stoßpaars etwa auf dem Niveau des metastabilen Zustands des Erdalkaliatoms erfolgt. Die deutliche Zunahme der Desaktivierungsquerschnitte mit wachsender Stärke der Spin-Bahn-Kopplung unterstreicht die Bedeutung der optischen Auswahlregeln auch für strahlungslose Übergänge.
Abstract
enA homogeneous gaseous mixture of alkaline earth atoms (Ca or Sr or Ba) with a large excess of argon was shock heated by the reflected wave in a gas driven shock tube to temperatures between 2700 and 4000 K. — The relaxation times for the population of the metastable states (3P for Ca and Sr or 3D and 1D for Ba) by collisions with argon atoms were determined by time resolved integral atomic line absorption spectroscopy. — The deactivation cross sections calculated from these measurements are between several times 10−21 cm2 (Ca) and 10−19 cm2 (Ba). We could not detect a temperature dependence of these cross sections between 2700 and 4000 K. — We conclude that the pseudo-crossing of the two relevant potential curves of the collision complex takes place approximately on the level of the metastable alkaline state. The distinct increase of the deactivation cross sections with increasing spin-orbit-coupling emphasizes the importance of optical selection rules also for radiationless transitions.
