Analyse qualitative des spectres de rotation-vibration : influence du potentiel intramoléculaire
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Abstract EN:
We study qualitatives features of the molecular system of rotation-vibration energy levels. Qualitatives features means the existence of energy levels grouping (clusters of rotational levels or polyads of vibrational levels), their relative position in energy (rovibrational structure), their evolution in function of some system parameter. This kind of analysis has been widely performed as a function of energy, rotational angular momentum or vibrational excitation (monitored by approximated quantum numbers). We study here intramolecular potentiel effects on this qualitatives features. In particular, the first part of our analysis, performed on the example of tetratomic molecules which has Td equilibrium configuration symmetry, shows that an harmonic potential is sufficient for the description of qualitatives features of the rotational energy levels system. More precisely, in the low rotational excitation limit, our model predicts the same generic structure of the energy levels system fir this family of molecules. The global scheme of our approach consists on the analysis of the dynamics of the classical system corresponding to the molecule and on the interpretation of the results in the quantum domain. This idea is fully developed in the second part of the analysis concerning rotation-vibration. We compare our results for the rotational energy levels system of the v₃ = 1 state of P₄ molecule obtained elsewhere from experimental data.
Abstract FR:
Nous étudions les aspects qualitatifs du système de niveaux d'énergies de rotation-vibration moléculaire. Nous entendons par aspects qualitatifs l'existence de regroupements de niveaux d'énergies (amas de niveaux rotationels et polyades de niveaux vibrationels), leurs positions relatives en énergie (structure rovibrationnelle), leur évolution en fonction de quelque paramètre du système. Les paramètres les plus souvent utilisés sont l'énergie, le moment cinétique rotationel et l'excitation vibrationnelle (par le biais de nombres quantiques approximatifs). Nous étudions ici l'influence du potentiel intramoléculaire sur ces aspects qualitatifs. En particulier, une première partie de l'analyse montre qu'un potentiel harmonique est suffisant pour décrire les aspects qualitatifs du système de niveaux d'énergie de rotation des molécules tetratomiques admettant une configuration d'équilibre de symétrie Td. Plus précisement, notre approche prévoit, dans la limite d'une faible excitation rotationnelle, la même structure générique du système de niveaux d'énergie pour cette famille de molécules. Le schéma général de notre approche consiste à mener l'analyse de la dynamique du système classique correspondant à la molécule puis à interpréter ces résultats pour le système quantique. Cette idée est utilisée intégralement dans une seconde partie où nous traitons le cas de la rotation-vibration. Nous comparons nos résultats avec le système de niveaux de rotation de l'état v₃ = 1 de la molécule P₄ obtenu par ailleurs à partir de résultats expérimentaux.