Abstract

The high-resolution cw CARS technique has revealed solvent-induced alterations in linewidth and position of the 2326.5-cm−1 Raman line of liquid, nitrogen, which becomes strongly broadened when Kr or CH4 is added and is almost unaltered in solutions with CO and O2. The interpretation is given in terms of motional narrowing and vibrational dephasing theory.

© 1980 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. W. G. Rotshild, J. Chem. Phys. 65, 455, 2958 (1976).
    [CrossRef]
  2. D. W. Oxtoby, D. Levesque, J. J. Weis, J. Chem. Phys. 68, 5528 (1978).
    [CrossRef]
  3. S. F. Fisher, A. Laubereau, Chem. Phys. Lett. 35, 6 (1975).
    [CrossRef]
  4. R. M. Lynden-Bell, Mol. Phys. 33, 907 (1977).
    [CrossRef]
  5. R. K. Wertheimer, Mol. Phys. 35, 257 (1978).
    [CrossRef]
  6. H. M. M. Hesp, J. Langelaar, D. Bebelaar, J. D. W. van Voorst, Phys. Rev. Lett. 39, 1376 (1977).
    [CrossRef]
  7. W. F. Calaway, G. E. Ewing, J. Chem. Phys. 63, 2842 (1975).
    [CrossRef]
  8. S. Bratos, E. Marechal, Phys. Rev. A 4, 1078 (1971).
    [CrossRef]
  9. S. A. Akhmanov, F. N. Gadjiev, N. I. Koroteev, R. Yu. Orlov, I. L. Shumay, JETP Lett. 27, 243 (1978).
  10. S. A. Akhmanov, F. N. Gadjiev, N. I. Koroteev, R. Yu. Orlov, I. L. Shumay, Vestn. Mosk. Univ. Ser. Fiz. 19, No. 4, 25 (1978).
  11. F. N. Gadjiev, N. I. Koroteev, R. Yu. Orlov, I. L. Shumay, Opt. Spectrosc. 46, 4621 (1979).
  12. W. R. L. Clements, B. P. Stoicheff. Appl. Phys. Lett. 12, 246 (1968).
    [CrossRef]
  13. W. Scotto, J. Chem. Phys. 49, 5362 (1968).
    [CrossRef]
  14. A. Laubereau, Chem. Phys. Lett. 27, 600 (1974).
    [CrossRef]
  15. D. Chandler, J. Chem. Phys. 60, 3500, 3508 (1974).
    [CrossRef]
  16. S. I. Temkin, A. I. Burstein, Pis’ma Zh. Eksp Teor. Fiz. 24, 99 (1976) [JETP Lett. 24, 86 (1976)].
  17. S. R. J. Brueck, Chem. Phys. Lett. 50, 516 (1977).
    [CrossRef]
  18. S. R. J. Brueck, Chem. Phys. Lett. 53, 273 (1978).
    [CrossRef]
  19. J. L. Gersten, H. M. Foley, J. Opt. Soc. Am. 58, 933 (1968).
    [CrossRef]
  20. A. D. May, G. Varghese, J. C. Stryland, H. L. Welsh, Can. J. Phys. 42, 1058 (1964).
    [CrossRef]
  21. M. Wolfe, E. Arndt, J. Jonas, J. Chem. Phys. 67, 4012 (1977).
    [CrossRef]
  22. J. B. Grun, A. K. McQuillan, B. P. Stoicheff, Phys. Rev. 180, 61 (1969).
    [CrossRef]
  23. J. O. Hirshfelder, C. F. Curtiss, R. B. Bird, Molecular Theory of Gases and Liquids (Wiley, New York, 1954).
  24. M. Ishol, T. A. Scott, M. Goldblatt, J. Magn. Reson. 23, 313 (1976).
  25. S. R. J. Brueck, R. M. Osgood, Chem. Phys. Lett. 39, 568 (1976).
    [CrossRef]

1979 (1)

F. N. Gadjiev, N. I. Koroteev, R. Yu. Orlov, I. L. Shumay, Opt. Spectrosc. 46, 4621 (1979).

1978 (5)

S. A. Akhmanov, F. N. Gadjiev, N. I. Koroteev, R. Yu. Orlov, I. L. Shumay, JETP Lett. 27, 243 (1978).

S. A. Akhmanov, F. N. Gadjiev, N. I. Koroteev, R. Yu. Orlov, I. L. Shumay, Vestn. Mosk. Univ. Ser. Fiz. 19, No. 4, 25 (1978).

D. W. Oxtoby, D. Levesque, J. J. Weis, J. Chem. Phys. 68, 5528 (1978).
[CrossRef]

R. K. Wertheimer, Mol. Phys. 35, 257 (1978).
[CrossRef]

S. R. J. Brueck, Chem. Phys. Lett. 53, 273 (1978).
[CrossRef]

1977 (4)

M. Wolfe, E. Arndt, J. Jonas, J. Chem. Phys. 67, 4012 (1977).
[CrossRef]

H. M. M. Hesp, J. Langelaar, D. Bebelaar, J. D. W. van Voorst, Phys. Rev. Lett. 39, 1376 (1977).
[CrossRef]

R. M. Lynden-Bell, Mol. Phys. 33, 907 (1977).
[CrossRef]

S. R. J. Brueck, Chem. Phys. Lett. 50, 516 (1977).
[CrossRef]

1976 (4)

S. I. Temkin, A. I. Burstein, Pis’ma Zh. Eksp Teor. Fiz. 24, 99 (1976) [JETP Lett. 24, 86 (1976)].

W. G. Rotshild, J. Chem. Phys. 65, 455, 2958 (1976).
[CrossRef]

M. Ishol, T. A. Scott, M. Goldblatt, J. Magn. Reson. 23, 313 (1976).

S. R. J. Brueck, R. M. Osgood, Chem. Phys. Lett. 39, 568 (1976).
[CrossRef]

1975 (2)

S. F. Fisher, A. Laubereau, Chem. Phys. Lett. 35, 6 (1975).
[CrossRef]

W. F. Calaway, G. E. Ewing, J. Chem. Phys. 63, 2842 (1975).
[CrossRef]

1974 (2)

A. Laubereau, Chem. Phys. Lett. 27, 600 (1974).
[CrossRef]

D. Chandler, J. Chem. Phys. 60, 3500, 3508 (1974).
[CrossRef]

1971 (1)

S. Bratos, E. Marechal, Phys. Rev. A 4, 1078 (1971).
[CrossRef]

1969 (1)

J. B. Grun, A. K. McQuillan, B. P. Stoicheff, Phys. Rev. 180, 61 (1969).
[CrossRef]

1968 (3)

J. L. Gersten, H. M. Foley, J. Opt. Soc. Am. 58, 933 (1968).
[CrossRef]

W. R. L. Clements, B. P. Stoicheff. Appl. Phys. Lett. 12, 246 (1968).
[CrossRef]

W. Scotto, J. Chem. Phys. 49, 5362 (1968).
[CrossRef]

1964 (1)

A. D. May, G. Varghese, J. C. Stryland, H. L. Welsh, Can. J. Phys. 42, 1058 (1964).
[CrossRef]

Akhmanov, S. A.

S. A. Akhmanov, F. N. Gadjiev, N. I. Koroteev, R. Yu. Orlov, I. L. Shumay, JETP Lett. 27, 243 (1978).

S. A. Akhmanov, F. N. Gadjiev, N. I. Koroteev, R. Yu. Orlov, I. L. Shumay, Vestn. Mosk. Univ. Ser. Fiz. 19, No. 4, 25 (1978).

Arndt, E.

M. Wolfe, E. Arndt, J. Jonas, J. Chem. Phys. 67, 4012 (1977).
[CrossRef]

Bebelaar, D.

H. M. M. Hesp, J. Langelaar, D. Bebelaar, J. D. W. van Voorst, Phys. Rev. Lett. 39, 1376 (1977).
[CrossRef]

Bird, R. B.

J. O. Hirshfelder, C. F. Curtiss, R. B. Bird, Molecular Theory of Gases and Liquids (Wiley, New York, 1954).

Bratos, S.

S. Bratos, E. Marechal, Phys. Rev. A 4, 1078 (1971).
[CrossRef]

Brueck, S. R. J.

S. R. J. Brueck, Chem. Phys. Lett. 53, 273 (1978).
[CrossRef]

S. R. J. Brueck, Chem. Phys. Lett. 50, 516 (1977).
[CrossRef]

S. R. J. Brueck, R. M. Osgood, Chem. Phys. Lett. 39, 568 (1976).
[CrossRef]

Burstein, A. I.

S. I. Temkin, A. I. Burstein, Pis’ma Zh. Eksp Teor. Fiz. 24, 99 (1976) [JETP Lett. 24, 86 (1976)].

Calaway, W. F.

W. F. Calaway, G. E. Ewing, J. Chem. Phys. 63, 2842 (1975).
[CrossRef]

Chandler, D.

D. Chandler, J. Chem. Phys. 60, 3500, 3508 (1974).
[CrossRef]

Clements, W. R. L.

W. R. L. Clements, B. P. Stoicheff. Appl. Phys. Lett. 12, 246 (1968).
[CrossRef]

Curtiss, C. F.

J. O. Hirshfelder, C. F. Curtiss, R. B. Bird, Molecular Theory of Gases and Liquids (Wiley, New York, 1954).

Ewing, G. E.

W. F. Calaway, G. E. Ewing, J. Chem. Phys. 63, 2842 (1975).
[CrossRef]

Fisher, S. F.

S. F. Fisher, A. Laubereau, Chem. Phys. Lett. 35, 6 (1975).
[CrossRef]

Foley, H. M.

Gadjiev, F. N.

F. N. Gadjiev, N. I. Koroteev, R. Yu. Orlov, I. L. Shumay, Opt. Spectrosc. 46, 4621 (1979).

S. A. Akhmanov, F. N. Gadjiev, N. I. Koroteev, R. Yu. Orlov, I. L. Shumay, JETP Lett. 27, 243 (1978).

S. A. Akhmanov, F. N. Gadjiev, N. I. Koroteev, R. Yu. Orlov, I. L. Shumay, Vestn. Mosk. Univ. Ser. Fiz. 19, No. 4, 25 (1978).

Gersten, J. L.

Goldblatt, M.

M. Ishol, T. A. Scott, M. Goldblatt, J. Magn. Reson. 23, 313 (1976).

Grun, J. B.

J. B. Grun, A. K. McQuillan, B. P. Stoicheff, Phys. Rev. 180, 61 (1969).
[CrossRef]

Hesp, H. M. M.

H. M. M. Hesp, J. Langelaar, D. Bebelaar, J. D. W. van Voorst, Phys. Rev. Lett. 39, 1376 (1977).
[CrossRef]

Hirshfelder, J. O.

J. O. Hirshfelder, C. F. Curtiss, R. B. Bird, Molecular Theory of Gases and Liquids (Wiley, New York, 1954).

Ishol, M.

M. Ishol, T. A. Scott, M. Goldblatt, J. Magn. Reson. 23, 313 (1976).

Jonas, J.

M. Wolfe, E. Arndt, J. Jonas, J. Chem. Phys. 67, 4012 (1977).
[CrossRef]

Koroteev, N. I.

F. N. Gadjiev, N. I. Koroteev, R. Yu. Orlov, I. L. Shumay, Opt. Spectrosc. 46, 4621 (1979).

S. A. Akhmanov, F. N. Gadjiev, N. I. Koroteev, R. Yu. Orlov, I. L. Shumay, JETP Lett. 27, 243 (1978).

S. A. Akhmanov, F. N. Gadjiev, N. I. Koroteev, R. Yu. Orlov, I. L. Shumay, Vestn. Mosk. Univ. Ser. Fiz. 19, No. 4, 25 (1978).

Langelaar, J.

H. M. M. Hesp, J. Langelaar, D. Bebelaar, J. D. W. van Voorst, Phys. Rev. Lett. 39, 1376 (1977).
[CrossRef]

Laubereau, A.

S. F. Fisher, A. Laubereau, Chem. Phys. Lett. 35, 6 (1975).
[CrossRef]

A. Laubereau, Chem. Phys. Lett. 27, 600 (1974).
[CrossRef]

Levesque, D.

D. W. Oxtoby, D. Levesque, J. J. Weis, J. Chem. Phys. 68, 5528 (1978).
[CrossRef]

Lynden-Bell, R. M.

R. M. Lynden-Bell, Mol. Phys. 33, 907 (1977).
[CrossRef]

Marechal, E.

S. Bratos, E. Marechal, Phys. Rev. A 4, 1078 (1971).
[CrossRef]

May, A. D.

A. D. May, G. Varghese, J. C. Stryland, H. L. Welsh, Can. J. Phys. 42, 1058 (1964).
[CrossRef]

McQuillan, A. K.

J. B. Grun, A. K. McQuillan, B. P. Stoicheff, Phys. Rev. 180, 61 (1969).
[CrossRef]

Orlov, R. Yu.

F. N. Gadjiev, N. I. Koroteev, R. Yu. Orlov, I. L. Shumay, Opt. Spectrosc. 46, 4621 (1979).

S. A. Akhmanov, F. N. Gadjiev, N. I. Koroteev, R. Yu. Orlov, I. L. Shumay, JETP Lett. 27, 243 (1978).

S. A. Akhmanov, F. N. Gadjiev, N. I. Koroteev, R. Yu. Orlov, I. L. Shumay, Vestn. Mosk. Univ. Ser. Fiz. 19, No. 4, 25 (1978).

Osgood, R. M.

S. R. J. Brueck, R. M. Osgood, Chem. Phys. Lett. 39, 568 (1976).
[CrossRef]

Oxtoby, D. W.

D. W. Oxtoby, D. Levesque, J. J. Weis, J. Chem. Phys. 68, 5528 (1978).
[CrossRef]

Rotshild, W. G.

W. G. Rotshild, J. Chem. Phys. 65, 455, 2958 (1976).
[CrossRef]

Scott, T. A.

M. Ishol, T. A. Scott, M. Goldblatt, J. Magn. Reson. 23, 313 (1976).

Scotto, W.

W. Scotto, J. Chem. Phys. 49, 5362 (1968).
[CrossRef]

Shumay, I. L.

F. N. Gadjiev, N. I. Koroteev, R. Yu. Orlov, I. L. Shumay, Opt. Spectrosc. 46, 4621 (1979).

S. A. Akhmanov, F. N. Gadjiev, N. I. Koroteev, R. Yu. Orlov, I. L. Shumay, JETP Lett. 27, 243 (1978).

S. A. Akhmanov, F. N. Gadjiev, N. I. Koroteev, R. Yu. Orlov, I. L. Shumay, Vestn. Mosk. Univ. Ser. Fiz. 19, No. 4, 25 (1978).

Stoicheff, B. P.

J. B. Grun, A. K. McQuillan, B. P. Stoicheff, Phys. Rev. 180, 61 (1969).
[CrossRef]

W. R. L. Clements, B. P. Stoicheff. Appl. Phys. Lett. 12, 246 (1968).
[CrossRef]

Stryland, J. C.

A. D. May, G. Varghese, J. C. Stryland, H. L. Welsh, Can. J. Phys. 42, 1058 (1964).
[CrossRef]

Temkin, S. I.

S. I. Temkin, A. I. Burstein, Pis’ma Zh. Eksp Teor. Fiz. 24, 99 (1976) [JETP Lett. 24, 86 (1976)].

van Voorst, J. D. W.

H. M. M. Hesp, J. Langelaar, D. Bebelaar, J. D. W. van Voorst, Phys. Rev. Lett. 39, 1376 (1977).
[CrossRef]

Varghese, G.

A. D. May, G. Varghese, J. C. Stryland, H. L. Welsh, Can. J. Phys. 42, 1058 (1964).
[CrossRef]

Weis, J. J.

D. W. Oxtoby, D. Levesque, J. J. Weis, J. Chem. Phys. 68, 5528 (1978).
[CrossRef]

Welsh, H. L.

A. D. May, G. Varghese, J. C. Stryland, H. L. Welsh, Can. J. Phys. 42, 1058 (1964).
[CrossRef]

Wertheimer, R. K.

R. K. Wertheimer, Mol. Phys. 35, 257 (1978).
[CrossRef]

Wolfe, M.

M. Wolfe, E. Arndt, J. Jonas, J. Chem. Phys. 67, 4012 (1977).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett. (1)

W. R. L. Clements, B. P. Stoicheff. Appl. Phys. Lett. 12, 246 (1968).
[CrossRef]

Can. J. Phys. (1)

A. D. May, G. Varghese, J. C. Stryland, H. L. Welsh, Can. J. Phys. 42, 1058 (1964).
[CrossRef]

Chem. Phys. Lett. (5)

S. R. J. Brueck, R. M. Osgood, Chem. Phys. Lett. 39, 568 (1976).
[CrossRef]

A. Laubereau, Chem. Phys. Lett. 27, 600 (1974).
[CrossRef]

S. R. J. Brueck, Chem. Phys. Lett. 50, 516 (1977).
[CrossRef]

S. R. J. Brueck, Chem. Phys. Lett. 53, 273 (1978).
[CrossRef]

S. F. Fisher, A. Laubereau, Chem. Phys. Lett. 35, 6 (1975).
[CrossRef]

J. Chem. Phys. (6)

W. G. Rotshild, J. Chem. Phys. 65, 455, 2958 (1976).
[CrossRef]

D. W. Oxtoby, D. Levesque, J. J. Weis, J. Chem. Phys. 68, 5528 (1978).
[CrossRef]

W. F. Calaway, G. E. Ewing, J. Chem. Phys. 63, 2842 (1975).
[CrossRef]

D. Chandler, J. Chem. Phys. 60, 3500, 3508 (1974).
[CrossRef]

W. Scotto, J. Chem. Phys. 49, 5362 (1968).
[CrossRef]

M. Wolfe, E. Arndt, J. Jonas, J. Chem. Phys. 67, 4012 (1977).
[CrossRef]

J. Magn. Reson. (1)

M. Ishol, T. A. Scott, M. Goldblatt, J. Magn. Reson. 23, 313 (1976).

J. Opt. Soc. Am. (1)

JETP Lett. (1)

S. A. Akhmanov, F. N. Gadjiev, N. I. Koroteev, R. Yu. Orlov, I. L. Shumay, JETP Lett. 27, 243 (1978).

Mol. Phys. (2)

R. M. Lynden-Bell, Mol. Phys. 33, 907 (1977).
[CrossRef]

R. K. Wertheimer, Mol. Phys. 35, 257 (1978).
[CrossRef]

Opt. Spectrosc. (1)

F. N. Gadjiev, N. I. Koroteev, R. Yu. Orlov, I. L. Shumay, Opt. Spectrosc. 46, 4621 (1979).

Phys. Rev. (1)

J. B. Grun, A. K. McQuillan, B. P. Stoicheff, Phys. Rev. 180, 61 (1969).
[CrossRef]

Phys. Rev. A (1)

S. Bratos, E. Marechal, Phys. Rev. A 4, 1078 (1971).
[CrossRef]

Phys. Rev. Lett. (1)

H. M. M. Hesp, J. Langelaar, D. Bebelaar, J. D. W. van Voorst, Phys. Rev. Lett. 39, 1376 (1977).
[CrossRef]

Pis’ma Zh. Eksp Teor. Fiz. (1)

S. I. Temkin, A. I. Burstein, Pis’ma Zh. Eksp Teor. Fiz. 24, 99 (1976) [JETP Lett. 24, 86 (1976)].

Vestn. Mosk. Univ. Ser. Fiz. (1)

S. A. Akhmanov, F. N. Gadjiev, N. I. Koroteev, R. Yu. Orlov, I. L. Shumay, Vestn. Mosk. Univ. Ser. Fiz. 19, No. 4, 25 (1978).

Other (1)

J. O. Hirshfelder, C. F. Curtiss, R. B. Bird, Molecular Theory of Gases and Liquids (Wiley, New York, 1954).

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Figures (4)

Fig. 1
Fig. 1

High-resolution cw CARS spectrum of liquid nitrogen. Solid line shows Lorentzian curve with FWHM Δν = 0.058 cm−1. Points correspond to experimental data.

Fig. 2
Fig. 2

Behavior of the liquid N2 Raman line in liquid N2–Ar solution. Solid lines show Lorentzian curves: curve 1, pure N2 (T = 77 K); curve 2, mixture of 15.7% Ar; curve 3, 24% Ar; curve 4, 38.5% Ar; curve 5, 79% Ar.

Fig. 3
Fig. 3

Increase of the N2 Raman bandwidth in solutions as a function of N2 molar concentration. Points correspond to experimental results.

Fig. 4
Fig. 4

Solvent-induced frequency shift of the Raman resonance of N2 in liquid cryogenic solutions as a function of N2 molar concentration.

Tables (1)

Tables Icon

Table I Coefficients of Concentration Dependence of Linewidth (Δν) and Central Frequency (ΩR) of the Raman Line in Liquid N2 in Various Cryogenic Solutionsa

Equations (4)

Equations on this page are rendered with MathJax. Learn more.

Γ R = 2 τ c Δ ω 2 ,
Γ Q = 2 τ J ( α e B e k T ) 2 ,
Δ Ω R = α e B e k T
Δ ω 2 = 2 × 10 22 rad 2 sec - 2 .

Metrics