J. Phys. France 49, 1911-1923 (1988)
DOI: 10.1051/jphys:0198800490110191100

Non adiabatic theory of collisions in a radiative field. Semi-classical limit

N. Feautrier, E. Roueff et A. Spielfiedel

Département Atomes et Molécules en Astrophysique, Observatoire de Paris, Section de Meudon, 5 Place Jules Janssen, 92195 Meudon Principal, France

Abstract
The quantal theory of atomic collisions in a radiative field is now well established for weak fields which we consider here. Several calculations of radiative cross sections and redistribution of polarization compare extremely well with experimental results. Semi-classical approaches often allow a better physical interpretation. However, the above mentioned results show that trajectory and internuclear reorientation effects during the collision play an essential role so that sophisticated methods have to be developed. In this paper (paper 1), we derive the semi-classical close coupled equations in the limit of large quantum numbers of the quantal equations thereby avoiding the rectilinear trajectory assumption. An adequate choice of the axis frame of reference allows us to show the exact correspondence between this approach and the direct semi-classical derivation of the close coupled equations. This leads us to interpret physically the P, Q, R spectroscopic branches in terms of the rotation of the internuclear axis during the collision.

Résumé
La théorie quantique des collisions en présence d'un champ de rayonnement est maintenant bien établie, notamment dans le cas des champs faibles qui nous intéressent ici. Certains résultats concernant les sections efficaces radiatives et la redistribution de polarisation se comparent très bien aux résultats expérimentaux. Les approches semi-classiques permettent souvent une meilleure interprétation physique, par contre les résultats montrent que les effets de trajectoire ou de réorientation de l'axe internucléaire au cours de la collision sont très importants, ce qui nécessite le développement de méthodes semi-classiques très élaborées. Dans cet article (article 1), les équations couplées semi-classiques ainsi que les sections efficaces radiatives sont obtenues comme limite aux grands moments angulaires des expressions quantiques correspondantes ce qui permet de s'affranchir d'une hypothèse de trajectoire rectiligne. Un choix adéquat des systèmes d'axes permet d' établir une correspondance exacte avec l' approche semi-classique directe. Ceci nous a conduit à interpréter physiquement les branches spectroscopiques P, Q, R en termes de rotation de l'axe internucléaire durant la collision.

PACS
3410 - General theories and models of atomic and molecular collisions and interactions (including statistical theories, transition state, stochastic and trajectory models, etc.).
3450 - Scattering of atoms and molecules.

Key words
atom atom collisions