Tanczos理论在可激发气体声弛豫中的振动能量跃迁速率计算

本文主要探讨了可激发气体分子在声弛豫过程中振动能量跃迁速率的计算方法，重点关注的是Tanczos提出的振动弛豫理论。该理论最初发表于1956年的《化学物理学》期刊上，用于理解和预测混合气体中诸如二氧化碳、甲烷、氯、氮和氧等成分的振动-振动(V-V)能量转移以及振动-平移(V-T)能量转移过程中的能量跃迁速率。 在实验研究中，作者对室温下这些气体混合物进行了一系列的计算，结果显示，声能停滞在各个振动模式中时，会通过V-V能量相互耦合的方式进行交流。值得注意的是，由于V-T跃迁速率通常最快，特别是对于最低振动模式，它主导了能量的消磁过程。这意味着大部分可激发气体混合物在声弛豫过程中只会显示出一个主要的吸收峰，这是由V-T路径的快速松弛决定的。 这一理论模型的重要性在于，它提供了深入理解可激发气体混合物中声弛豫过程及其对声传播特性影响的工具。通过计算和分析振动能量跃迁速率，科学家能够预测气体在声场中的行为，这对于声学工程、气体传感技术以及环境科学等领域具有实际应用价值。例如，在声学材料设计、气体传感器的设计优化，或者在大气物理学中对温室气体如二氧化碳的浓度监测等方面，这个理论都有着不可或缺的作用。 文章由中国声学学会主办的《中国声学》期刊第三十七卷第二期发表，作者张克生、张向群、唐文勇、肖颖群和姜雪芹分别来自贵州科技学院电力大数据实验室、贵州科技学院信息工程学院以及华中科技大学电子信息技术与通信学院。他们的研究工作始于2017年2月，经过修订后在同年3月发表，为读者呈现了一种定量分析可激发气体中声弛豫现象的严谨方法。