Информационная система W@DIS ориентирована на работу с информационными ресурсами, относящимися к спектроскопии высокого разрешения молекулы воды и ее изотопомеров. Задачи, решение которых можно найти в W@DIS, представлены ниже.
- Сбор первичной информации о спектральных характеристиках молекулы воды и их представление в виде атомарных первичных источников информации.
- Проверка данных, входящих в такие источники информации, в соответствие с ограничениями, налагаемые как теоретическими представлениями, так и допустимыми типами данных.
- Формирование составных источников информации и их разложение на атомарные источники информации.
- Сравнение источников информации (в графическом и табличном виде).
- Вычисление среднеквадратичных отклонений при попарном сравнении источников информации.
- Предоставление отчетов о корреляциях данных источников информации для всего массива сравниваемых источников информации.
Решение этих задач обеспечивает с большой степенью достоверности непротиворечивость данных, представляемых в информационных ресурсах данной информационной системы.
Для решения этих задач было необходимо классифицировать информационные ресурсы (существующие в виде печатных публикаций, файлов, банках данных и т.д.), рассматривая их как некоторые системы структура и состав которых могут быть в представлены в виде набора атомарных источников информации. Атомарным источником информации является часть публикации или вся публикация в которой содержатся значения физических величин, характеризующих спектральные свойства одной молекулы при фиксированных термодинамических условиях. Выбор такого определения обусловлен следующими соображениями. Публикуемые в статьях первичные материалы, как правило, относятся к результатам измерений, выполненных на одной экспериментальной установке и обработанные в рамках одной методики. В силу того, что число методик и установок фиксировано при сравнении атомарных источников можно делать выводы о методах решения задач или экспериментальных методах измерений. Последнее важно при рассмотрении данных в исторической перспективе.
Спектральные свойства молекулы образуют иерархическую структуру - цепь. При анализе спектральных характеристик базовым является представление о том, что молекула может находиться в некотором состоянии или наборе состояний каждое из которых характеризуется значением уровня энергии. Переход молекулы из одного состояния в другое сопровождается поглощением или испусканием света. Физическими характеристиками описывающими переход в изолированной молекуле являются частота перехода и коэффициент Эйнштейна. Понятие "переход молекулы" невозможно определить без знания того, чем является уровень энергии. В этом смысле термины "уровень энергии" и "переход" образуют математическую структуру - цепь. Взаимодействие молекул воды в молекулярных газах характеризуются физическими величинами "интенсивность", "столкновительная полуширина" и т.д. Круг этих характеристик образует третье звено цепи. Наконец, последнее звено цепи связано с такими характеристиками как спектральные функции. Приведённый порядок величин характеризует теоретическое описание спектральных характеристик молекулы воды. Экспериментальное исследование спектральных свойств молекул связано с измерением спектральных функций. Измеренные и представленные в виде наборов чисел спектральные функции используются для нахождения значений частоты и интенсивности переходов, значений уровней энергии и т.д. Отсюда следует, что простой моделью молекулярной спектроскопии является модель состоящая из двух цепей. Одна цепь связана с решением абстрактных задач (в идеале из первых принципов) - эту цепь будем называть цепью прямых задач. Вторая цепь, начинающаяся с процесса измерения спектральных функций, называется цепью обратных задач.
К прямым задачам относятся следующие:
-
Задача определения физических характеристик изолированной молекулы (Т1). Результатом решения этих задач являются вычисленные уровни энергии молекулы, волновые функции, которым соответствуют стационарные состояния молекулы и интегралы движения, задающие квантовые числа, характеризующие состояние молекулы.
-
Задача определения параметров спектральной линии изолированной молекулы (Т2). Входными данными для задачи являются уровни энергии, волновые функции и квантовые числа. Результатом решения являются частоты переходов (центры линий), квантовые числа переходов и коэффициенты Эйнштейна.
-
Задача определения параметров контура спектральной линии (Т3). Входными данными являются частоты переходов, волновые функции, коэффициенты Эйнштейна и др. Результатом решения являются вычисленные столкновительные полуширины, сдвиги спектральных линий давлением, интенсивности спектральных линий, параметры, характеризующие интерференцию, статистические веса и т.д.
-
Задача расчета спектральных функций (Т4). Входными спектральными данными являются параметры спектральной линии взаимодействующей молекулы. Рассчитываются коэффициенты поглощения, функция пропускания и т.д. при заданных термодинамических условиях.
-
Измерения спектральных функций (Е1). Измеряются спектральные функции. Результатом являются значения спектральных функций и метаданные об условиях проведения эксперимента.
К обратным задачам относятся
-
Задача определения параметров спектральной линии взаимодействующей молекулы (ЕТ1). Входными данными являются измеренные спектральные функции и условия измерения. Результатом решения задачи являются параметры спектральных линий взаимодействующих молекул.
1.1. Подзадача определения центров спектральных линий (ЕТ1.1). Результатом решения являются центры спектральных линий (два типа: центры линий, отнесенные к условиям их существования в вакууме, центры линий, отнесенные к конкретным термодинамическим и электромагнитным условиям).
1.2. Подзадача определения интенсивностей спектральных линий (ЕТ1.2). Результатом решения являются интенсивности, отнесенные к частотам перехода при заданных термодинамических и электромагнитных условиях.
1.3. Подзадача определения полуширин, сдвигов и температурных зависимостей полуширин и сдвигов (ЕТ1.3).
1.4. Подзадача определения параметров смешения линий (ЕТ1.4).
1.5.
-
Задача идентификации спектральных линий (Т5). Результатом является установление связи между центрами спектральных линий и квантовыми числами.
-
Задача определения коэффициентов Эйнштейна (Т6). Результатом являются коэффициенты Эйнштейна, отнесенные к центрам линий
-
Задача определения уровней энергии изолированной молекулы (Т7). Результатом является список уровней энергии с приписанными к ним квантовыми числами.
В данной информационной системе каждый источник информации связан с универсальным идентификатором ресурса. В качестве такого идентификатора предложено использовать библиографические ссылки и URI информационных ресурсов (с указание даты извлечения).
Для этого создана система создания, редактирования, удаления и просмотра библиографических ссылок (см. пункт меню Занесение библиографических ссылок). |