Eine exakte klassische Behandlung der Schwingungs-Translations-Energieübertragung bei symmetrischen Zentralstößen

Abstract

We discuss an exact classical treatment of an inelastic collision between an assumed structureless atom and a harmonic model molecule in any excited vibrational state (described as a system of uncoupled normal vibrations). The collision process is treated onedimensionally — along one of the symmetry axis of the molecule (“symmetrical central collision”); the interaction of the colliding atom with one of the atoms of the molecule which has its equilibrium position on the symmetry axis is assumed to be a linear repulsive pair potential. The derived exact expressions for the energy transfer processes for all possible initial vibrational states allow a discussion of the possible elementary processes (e.g. deactivation processes, multiple collisions); the results are tabulated according to kinematic and energetic factors.

Zusammenfassung

Es wird eine exakte klassische Behandlung eines unelastischen Stoßvorganges zwischen einem strukturlos gedachten Atom und einem beliebig angeregten vielatomigen Modellmolekül, das als System ungekoppelter Normalschwingungen beschrieben wird, diskutiert. Dabei wird der Stoßvorgang eindimensional — entlang einer Symmetrieachse des Moleküls — behandelt („symmetrischer Zentralstoß“); die Wechselwirkung des einfallenden Atoms mit einem Molekülbaustein, der seine Gleichgewichtslage auf der Symmetrieachse hat, wird als lineares repulsives Paarpotential angesetzt. Die bei beliebigen Anfangs-Schwingungszuständen aus den Rechnungen hergeleiteten exakten Ausdrücke für die Energieübertragung gestatten eine Diskussion der möglichen Elementarprozesse (Desaktivierungs-, Mehrfachstöße usw.); die Ergebnisse werden tabellarisch nach kinematischen und energetischen Gesichtspunkten zusammengestellt.