УДК. 550.338.2
Министерство образования Украины
Харьковский Государственный Университет
Радиофизический факультет
Кафедра космической радиофизики
Курсовая работа
Исследование реакции нижней ионосферы на высыпание энергичных частиц из радиационных поясов Земли
Руководитель, кандидат физико-математических наук В.Т.Розуменко
Исполнил, студент группы РР- 46 В.Ю.Толстолуцкий
Харьков 1998
УДК. 550.338.2
Реферат.
Исследование реакции нижней ионосферы на высыпание энергичных частиц из радиационных поясов Земли
Толстолуцкий В. Ю., курсовая работа, Харьков, ХГУ, кафедра космической радиофизики; содержит 28 страниц, 11 рисунков.
В данной курсовой работе сделан обзор теоретических методов исследования высыпания энергичных электронов на средних широтах и реакция нижней ионосферы на такие высыпания в зависимости от параметров частиц.
Рассмотрены некоторые виды взаимодействия ионосферы с магнитосферой, и высыпание частиц как результат такого взаимодействия. Также рассмотрены некоторые виды взаимодействий волна частица и, как результат, изменение параметров энергичных частиц или же их высыпание. Сделаны оценки параметров частиц (электронов или протонов), высыпающихся на средних широтах.
Ключевые слова: высыпание, энергичные частицы, электрон, протон, нижний D слой ионосферы, рассеяние энергии, модуляция потоков частиц, кинетический метод, гидродинамический метод.
Содержание.
Ведение.3
Оценки параметров энергичных электронов и протонов, которые высыпаются на средних широтах (обзор);.4
1.1 Анализ отдельных случаев:. 7
1.1.1. Явление, связанное с волнами типа свистов;. 7
1.1.2. Явление, связанное с электромагнитной ионно-циклотронной волной;. 7
1.1.3. Явление, связанное с электростатической ионно-циклотронной волной.7
Изучение кинетических методов исследования:. 10
2.1. Электроны:. 10
2.1.1. Потеря энергии и рассеяние;. 10
2.1.2. Обратное рассеяние энергичных электронов атмосферой;.12
2.1.3.Поглощение высокоэнергичных электронов в атмосфере;12
2.2. Протоны. 16
Изучение гидродинамических методов исследования;.21
3.1. Модуляция потоков энергичных частиц гидромагнитными волнами;.21
3.1.1. Случай быстрой изотропизации;.21
3.1.2. Случай сохранения адиабатических инвариантов;.22
3.1.3. Модуляция инкремента нарастания свистовой моды;. 22
3.1.4. Модуляция потоков высокоэнергичных частиц. 23
3.2. Продольные электрические поля. 24
Теоретические оценки эффектов в нижней ионосфере25
Заключение.27
Литература.. 28
Введение.
В настоящее время надежно установлено, что Земля и ее магнитное поле погружены в непрерывно текущий поток плазмы солнечного происхождения солнечный ветер. Солнечный ветер, который представляет собой расширение солнечной короны со сверхзвуковой скоростью, несет с собой в космическое пространство магнитное поле Солнца. Магнитное поле Земли взаимодействует с плазмой солнечного ветра, и на геоцентрическом расстоянии примерно между Землей и Солнцем образуется ударный фронт. Основной поток солнечного ветра обтекает Землю и уносит геомагнитное поле в длинный магнитный хвост. Следовательно, Земля окружена магнитной полостью магнитосферой, строение и свойства которой определяются главным образом магнитным полем земли и токами, генерируемыми солнечным ветром. Считают, что частицы солнечного ветра попадают в атмосферу либо через магнитный хвост, либо через полярные каспы с низкой напряженностью магнитного поля, расположенные на дневной стороне Земли. Как известно в магнитосфере протекает множество физических процессов. Многие из них, косвенно связанные с такими давно известными явлениями, как полярные сияния (высыпание частиц в полярных широтах), и магнитные бури, прямо или косвенно обусловлены взаимодействием солнечного ветра и магнитосферы Земли.
Чтобы узнать как взаимодействуют магнитосфера и ионосфера необходимо изучить все, или хотя бы основные, происходящие процессы. Для этого следует вначале предположить (грубое предположение), что ионосфера и магнитосфера существуют независимо друг от друга, и изучить их по отдельности. Затем можно предположить, что некоторые процессы в ионосфере являются следствием некоторых процессов в магнитосфере (или наоборот). Т. е., в принципе следует изучать магнитосферу и ионосферу как две сильно связанные системы