It is proposed that the rotational and vibrational temperatures of H2 can be derived from the fitting to the H2 Fulcher band line emissions. However, the fitting relies on the employed spontaneous radiative transition probabilities and the excitation rate coefficients, which are dependent on the vibrational and rotational quanta in each electronic state. From our study, it is found that, in low temperature plasmas both the Fulcher-α radiative transition and the electron impact excitation to the d 3 Πu state from the ground electronic state deviate significantly from the Franck–Condon approximation. The vibrationally resolved complete sets of the cross sections are calculated based on the semi-classical Gryzinski theory, and the Fulcher band transition probabilities are obtained based on the newest published data on the electronic transition moment and the solution to the radial Schrödinger equation. The fitting to experimental line emissions shows that Boltzmann's Law can be employed for the distribution of vibrational (in lower level), and particularly for the rotational, populations in the ground electronic state of H2 in low temperature plasmas.
H2の回転温度と振動温度は、H2フルッチャー帯の線放射へのフィッティングから導出できることが提案されている。しかしながら、このフィッティングは、用いられる自発放射遷移確率と励起速度係数に依存しており、これらは各電子状態における振動量子数と回転量子数に依存する。本研究から、低温プラズマ中では、フルッチャーα放射と、基底電子状態からのd 3Πu状態への電子衝突励起の両方が、フランク・コンドン近似から有意に逸脱することが見出された。振動分解された完全な衝突断面積セットは、半古典的グリジンスキー理論に基づいて計算され、フルッチャー帯の遷移確率は、電子遷移モーメントと動径シュレーディンガー方程式の解に関する最新の公開データに基づいて得られた。実験による線放射へのフィッティングは、低温プラズマ中のH2の基底電子状態における、特に回転準位の分布に対して、また下準位の振動分布に対しても、ボルツマンの法則が適用可能であることを示している。