фотолизе добавок, с молекулярным кислородом. Одновременно “без-
различие” процесса конденсации к кислороду означает, что влияют на
процесс в рассматриваемых условиях именно сами продукты фото-
диссоциации — свободные радикалы и атомы, а не продукты их вза-
имодействия с кислородом и не возбужденные состояния последнего
(молекулы О
2
в слабой степени, но поглощают излучение на длине
волны 193 нм).
Оптимальное для экспериментов давление водяных паров в каме-
ре до расширения — 5. . . 8 торр, что соответствует влажности воздуха
приблизительно 30% при комнатной температуре. При таком давле-
нии без лазерного УФ-излучения даже при степени перенасыщения 50
регистрируется лишь около десятка отдельных льдинок (или их сгуст-
ков), падающих через луч лазера подсветки. Под действием ArF-лазера
при наличии малой добавки, например ССl
4
, происходит практически
полная конденсация водяных паров уже при степени перенасыщения 9,
причем отношение интенсивностей рассеянного света при действии
АrF-лазера и без его воздействия достигает значения
10
4
.
Для уменьшения влияния колебаний температуры и содержания во-
дяных паров в смеси на размеры начальных кластеров воды и их кон-
центрацию все эксперименты проводились методом сравнения. В двух
одинаковых баках заранее составлялись смеси, содержащие одина-
ковое количество воды и азота, и отличающиеся только добавками
(
CF
2
Cl
2
,
CCl
4
,
H
2
S
и NH
3
) или их количеством. В парах таких смесей
регистрировалась (осциллографом или видеоаппаратурой) конденса-
ция водяных паров при сильно различающихся степенях расширения.
Осциллограммы регистрации конденсации воды в подобных смесях
под действием излучения ArF-лазера (193 нм) на добавки сероводо-
рода H
2
S и аммиака NH
3
приведены на рис. 3. Во всех случаях на
лазере подсветки были установлены ослабители с общим коэффициен-
том ослабления 200 во избежание перегрузки ФЭУ и фотоаппаратуры
рассеянным в тумане светом лазера подсветки.
Отметим, что в работе [9] для полной конденсации на ионах при
сравнимых концентрациях достаточна степень перенасыщения 4. Это
по упомянутой выше капельной модели соответствует критическому
радиусу зародыша, состоящего из 70 молекул воды. При степени пе-
ренасыщения
ε
= 8
критический радиус соответствует 20 молекулам
воды. Кластеры подобных размеров могут существовать и без ради-
калов: если давление водяных паров до расширения равно давлению
насыщения, то и спонтанная конденсация воды также происходит при
ε
= 8
. Представляется, что действие ионов и свободных радикалов
на процессы конденсации различно. Ион своим электрическим полем
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2014. № 3
61
