A föld sugárzószíjai
A Föld sugárzási övjei
belső régióit a föld magnetoszféra, amelyben a mágneses mező a Föld megtartja töltött részecskék (protonok s, elektronikus s, alfa-részecskék), amelynek kinetikus energiája származó tíz több száz keV-MeV (különböző területein a P. o. Z. részecske energia változik, cm. A Föld szerkezete.) Hozam töltött részecskék a P. o. Z. megakadályozza különleges konfigurációja a erővonalak a geomágneses mező, a töltött részecskéket előállító mágneses csapda (Lásd. Mágneses csapdák). Rögzített mágneses csapda részecskék föld hatására Lorentz-erő (lásd. A Lorentz-erő), hogy az összetett mozgás, ami lehet, mint egy oszcillációs mozgást áramlását egy spirális útvonal mentén a mágneses erővonal a északi féltekén dél és vissza, miközben a lassabban mozgó (hosszúság drift) a Föld körül (1. ábra). Amikor a részecskék a spirál felé mozognak a mágneses mező növelése felé (közeledik a Földhöz), akkor a spirál sugarának és pályájának csökkenése csökken. A részecske sebesség vektora, változatlan nagyságrendben változatlanul, megközelíti a mező irányára merőleges síkot. Végül, egy bizonyos ponton (tükörkép), a részecske "tükrözi". Az ellenkező irányba mozog - a másik félteke konjugált tükörpontjához. Az egyik oszcilláció a vonal mentén az erő az északi féltekén, hogy a dél-proton energiája 100 MeV Föld sugárzási övek végzi során a Föld sugárzási övek 0,3 másodperc. A tartózkodási idő ( „élettartam”) egy ilyen geomágneses proton csapdát lehet akár 100 évig (Föld sugárzási övek 9 3.10 sec) ez idő alatt is, hogy akár 10 okt oszcillációk. Átlagosan az elfogott nagy energiájú részecskék több százmillió rezgést eredményeznek az egyik féltekétől a másikig. A hosszúság-eltolódás sokkal lassabb ütemben történik. A részecskék energiájától függően, egy pár percig egy napig teljes forradalmat kelt a Föld körül. Pozitív ionok húzódnak nyugatra, elektronok keleten. A részecske mozgása egy spirál mentén a mágneses mező erővonala körüli körzetében az úgynevezett rotáció körül alakulhat ki. pillanatnyi forgásközéppontját és a centrum transzlációs mozgását az erővonal mentén.
A sugárzási övek szerkezete. Ha egy feltöltött részecske a Föld mágneses mezőjében mozog, pillanatnyi forgási központja ugyanazon a felületen van, mágneses héjnak nevezik (2. Mágneses héj jellemzi paraméter L. numerikus értékét, ha a dipólus mezőben (lásd. Dipól) egyenlő azzal a távolsággal, kifejezve a sugara a Föld, amely kiterjeszti a mágneses héj (dipólus az egyenlítői síkban) a központ dipólus. Egy igazi földi mágneses mezőre (lásd a Föld mágnesességét) az L paraméter közelíti ugyanazt az egyszerű jelentést. A részecskék energiája összefügg az L paraméter értékével; Az L kisebb értékű héjakon nagy energiájú részecskék vannak. Ez azért van, mert a nagy energiájú részecskék lehet tartani csak egy erős mágneses mező, t. E. A belső területek magnetoszférát. Általában izolált belső és külső R. f. 3. Az alacsony energiájú protonok öv (gyűrű a jelenlegi zóna) és egy zóna quasicapture részecskék (3.), Vagy auroral besugárzással (lat. És cím auroral). Belső sugárzási öv jellemzi nagy energiájú protonok (20-800 MeV) maximális fluxus sűrűsége protonok energia Ep> 20 MeV 10 4 protonok / (cm 2 .sec .ster) a parttól 1,5 L Sugárzás Föld övet. A belső övben vannak olyan elektronok is, amelyek energiái 20-40 keV-tól 1 MeV-ig terjednek; elektron fluxussűrűség ee ≥ 40 keV a maximális Föld sugárzási övek június 10-július 10 elektronok / (cm 2 .sek.ster).
A belső öv a Föld körül található egyenlítői szélességben (4. ábra).
Külsőleg ezt az övezetet egy L mágneses héj határozza meg. A Föld 2 sugárzószíjai geomágneses földrajzi szélességben metszi a Föld felszínét, a Föld sugárzószíjai 45 °. A Föld felszínéhez (200-300 km-ig) a belsõ öv a brazíliai mágneses anomália közelében áll, ahol a mágneses mezõ erõsen gyengül; a földrajzi egyenlítő felett a belső öv alsó határa 600 km-re van a föld felett Amerikától és 1600 km-re Ausztráliától. A belső öv alsó határán a légköri gázok atomjai és molekulái közötti gyakori ütközések során részecskék elveszítik energiájukat, eloszlanak és a légkör elnyeli őket.
A külső RV a Föld 3 és L sugárzási övének c L sugárzó övjei és a Föld sugárzó övjei között van, a maximális részecske-fluxus-sűrűséggel a Föld sugárzási övjei 4.5. A külső szíjat 40-100 keV energiával rendelkező elektronok jellemzik, amelyek maximális áramlási sebessége eléri a 10 6 -10 7 elektront (2 cm2. A külső RRW részecskéinek "élettartama" átlagos időtartama 10 5-10 másodperc. A magas napsugárzás időszakában a külső övben nagy energiájú elektronok (legfeljebb 1 Mev és magasabb) vannak jelen.
Öv alacsony energiájú protonok (Ep Föld sugárzási övek 0,03-10 MeV) húzódik a Föld sugárzási övek L 1,5 L sugárzás Föld 7-8 zónában. quasicapture területen, vagy hajnali sugárzás mögött található a külső öv, ez egy bonyolult háromdimenziós szerkezet miatt deformáció a napszél magnetoszféra (Lásd. napszél) (az áramlás a töltött részecskék a nap). A kvázi befogási zóna részecskék fő összetevője az elektronok és az E γ energiájú protonok. ahol N (E) - a szemcsék száma adott energia E., vagy N (E) a Föld sugárzási öv tipikus értékei γ ≈ 1,8 protonok az energia tartományban 40-800 MeV, E0 Föld sugárzási övek 200-500 keV elektronok a külső és a belső övek és az E0 földi sugárzók 100 keV alacsony energiaprotonok esetén.
A sugárzók felfedezésének története. Történelmileg elsőként fedezték fel a belső öv (az amerikai tudósok egy csoportja, J. Van Allen, 1958) és a külső öv (az SN Vernov és az AE Chudakov vezette szovjet tudósok 1958-ban). A ritkaföldfémek részecske-fluxusait a Föld mesterséges műholdakra szerelt műszerek (Geiger-Muller számláló) rögzítették. Lényegében az RVP nem rendelkezik világosan meghatározott határokkal, mivel minden típusú részecskék az energiájuknak megfelelően "saját" sugárzási övnek felelnek meg, ezért helyesebb a Föld egyetlen sugárzónájáról beszélni. Az RVP külsõ és belsõ elválasztása, a kutatás elsõ szakaszában elfogadott és jelen pillanatban megõrizve a tulajdonságaik különbözõ eltérései miatt alapvetõen feltételes.
Az elméleti lehetőségét, hogy létezik egy mágneses csapda a Föld mágneses területen volt látható számításokkal és K. Stormer (1913) és H. Alfvén és (1950), de csak kísérletek műholdak azt mutatták, hogy a csapda valós és tele nagy energiájú részecskék.
A Föld sugárzószíjai feltöltése részecskék és a részecske elvesztésének mechanizmusa révén. Az eredete a csapdába részecskék energiák jelentősen meghaladja az átlagos energia a termikus mozgást az atomok és molekulák a légkör, a társított művelet több fizikai mechanizmusok: s neutron bomlás által generált kozmikus sugárzás (. Lásd kozmikus sugárzás) a légkörben (képződött belső Replenish protonok R. n . C); "Szivattyúzza" a részecskéket a szíjakba a geomágneses zavarok (mágneses viharok) során, ami elsősorban az elektronok létezését határozza meg a belső övben; lassú gyorsítást és átadása részecskék napenergia eredetű külső belső magnetoszféra régió (mivel az elektronok feltöltik külső öv és egy öv alacsony energiájú protonok). Penetráció a részecskék a napszél R. f. C lehet magnetoszférát keresztül szinguláris pontok (m. N. Nappal poláros csücsök, ld. 5), és keresztül is t. N. Semleges réteg a magnetoszféra farán (az éjszakai oldaláról). Napközben a csücsköket és a semleges réteg a farok geomágneses mező élesen legyengített, és nem egy jelentős akadályt a töltött részecske bolygóközi plazma. Részben R. f. C feltöltik is köszönhető, hogy a felvétel a protonok és az elektronok a napenergia kozmikus sugárzás, amely behatol a belső régiókban a magnetoszféra. A felsorolt részecskék forrása, nyilvánvalóan, elegendő egy ritka hullámú hullám létrehozásához, amelynek jellemző részecske-eloszlása van. Dinamikus egyensúly van az övfeltöltés folyamata és a részecske-veszteség folyamatai között az orosz Távol-Keleten. Alapvetően részecskék elhagyják R. f. C elvesztése miatt az energiát azáltal ionizációs (Lásd. Ionizáció) (ez az oka korlátok, például a tartózkodás a belső öv protonok mágneses csapda idő τ Föld szeptember 10 mp sugárzási öv), köszönhetően a részecskék szóródása a kölcsönös ütközések és a szétszóródás mágneses inhomogenitásai és különböző eredetű plazma hullámok között (lásd Plasma). A szétszóródás lerövidítheti az elektronok élettartamát a külső szalagon 10 4 -10 5 másodpercig. Ezek a hatások vezetnek sérti a feltételek stacionárius mozgás a részecskék a geomágneses mezőben (azaz. N. adiabatikus invariancia) és a „kiütések” részecskék P. o. C az atmoszférában mágneses mező erővonalai mentén.
A Föld sugárzási övjeinek folyamata a Föld közelébe irányuló más folyamatokkal. A sugárzási övek különböző időbeli eltéréseket tapasztalnak: a Földhöz közelebb és egy stabilabb belső öv - a kisebb, a külső öv - a leggyakoribb és legerősebb. Kis változatok léteznek a naptevékenység 11 éves ciklusában. A külső öv jelentősen megváltoztatja határait és szerkezetét még a magnetoszféra jelentéktelen perturbációjával is. Az alacsony energiájú protonövek ebben az értelemben köztes pozíciót foglalnak el. A ritkaföldfémek különösen erős változatai mágneses viharok alatt mennek keresztül (lásd: Mágneses viharok). Először is, a külső öv drámai módon megnöveli az áramlás alacsony energiasűrűségű a részecskék és egyidejűleg elvesztette észrevehető frakció nagy energiájú részecskék. Ezután az új részecskék felfogják és felgyorsulnak, így a szalagokban a részecskekáramok olyan távolságokban jelennek meg, amelyek általában közelebb vannak a Földhöz, mint csendes körülmények között. A tömörítési szakasz után a RP kezdeti állapotához lassú, fokozatos visszatérés következik be. Időszakok során magas szoláris mágneses viharok fordulnak elő nagyon gyakran, hogy a hatás az egyes viharok egymásra elhelyezve, és egy maximális külső öv ezen időszakokban közelebb helyezkedik el a Föld (L Radiation Föld 3,5 öv), mint az időszakok alacsony naptevékenység ( L Föld sugárzószíjai 4,5-5,0).
Az RV-k komoly veszélyt jelentenek a Föld közelében lévő hosszú távú repülésekben. Az alacsony energiaigényű protonok áramlata le tudja tiltani a napelemeket (lásd a Napelemet), és a vékony optikai bevonatok zavarosságát okozhatja. A tartós tartózkodás a belsõ övezetben az ûrhajón belüli élõ organizmusok sugárzásának károsodásához vezethet a nagy energiájú protonok hatására.
A Földön kívül a sugárzószíjak Jupiterben és esetleg a Szaturnuszban és a Merkúrban is léteznek. Sugárzási öv Jupiter vizsgált amerikai űrjármű „Pioneer 10” lényegesen nagyobb a hosszúsága, a nagyobb energia és sűrűsége részecskék részecske fluxusok, mint R. f. C sugárzás detektálható Saturn öv radioastronomical módszerek. A szovjet és az amerikai űrhajók azt mutatták, hogy a Vénusz, a Mars és a Hold nem sugárzószíjakkal rendelkezik. A Mercury mágneses mezőjét az amerikai Mariner 10 űrállomás fedezte fel a bolygó közelében történő repülés közben. Ez lehetővé teszi a Merkúr sugárzónájának létezését.
REFERENCIÁK Vernov SN Vakulov PV Logachev Yu I. A Föld sugárzószíjai, a gyűjteményben: szovjet sikerek a világűr tanulmányában, M. 1968, p. 106; Kozmikus fizika, per. angolul. M. 1966; Tverskoy BA A Föld sugárzásának dinamikája, M. 1968; Rederer H. A geomagnetikus mező által elfoglalt sugárzás dinamikája, transz. angolul. M. 1972; Hess V. Radiációs öv és magnetoszféra, transz. angolul. M. 1972; Shabansky VP jelenségek a szárazföldi térben, M. 1972; Galperin Yu I. Gorn LS, Khazanov BI Az űrben lévő sugárzás mérése, M. 1972.
Ábra. 1. A geomágneses csapdába csapódott töltött részecskék mozgása. A részecskék spirálon mozognak a Föld mágneses mezőjének erővonalán, és egyidejűleg a hosszúság mentén sodródnak.
Ábra. 2. A sugárzószalag részecske (elektron) által leírt felület; a felület fő jellemzője az L paraméter; N és S a Föld mágneses oszlopai.
Ábra. 3. A Föld sugárzási övének szerkezete (a keresztmetszet megfelel a déli meridiánnak): I - a belső öv: II - az alacsony energiaprotonok övje; III - külső öv; IV - kvázi fogás zónája.
Ábra. 4. A különböző energiák protonjainak fluxus-sűrűségének megoszlása a geomagnetikus egyenlítőn. A görbék megfelelnek a jelzettnél nagyobb energiájú protonfluxusoknak: 1 - Ep> 1 MeV; 2 - Ep> 1,6 MeV; 3 - Ep> 5 MeV; 4 - Ep> 9 MeV; 5 - Ep> 30 Mev.
Ábra. 5. A Föld magnetoszférájának metszete a déli meridiánnál abban az esetben, ha a föld mágneses dipólusa tengelye merőleges a Nap irányába. A nyilak jelzik azokat a területeket, amelyeken keresztül a napszél részecskéi behatolnak a magnetoszférába.
Nagy szovjet enciklopédia. - M. Soviet Encyclopedia. 1969-1978.
Nézd meg, mi a "Föld sugárzási övje" más szótárakban:
A FÖLD TÖRTÉNETI ÖVJE - a földi magnetoszféra belső régiói, ahol a mágnes. a Föld mezője megtartja a töltést, a kinetikus energiával rendelkező részecskéket (protonok, elektronok, alfa részecskék és nehezebb kémiai elemek magjai). energiát tíz keV-ről több száz MeV-re. A kimenet töltődik. ч ц из Р. p. 3. ... ... Fizikai enciklopédia
a föld sugárzószíjai olyan földrajzi területek, amelyeket a feltöltött részecskeáramok fokozott sűrűsége jellemez, mivel a Föld mágneses mezője megzavarja őket; hosszú tartózkodás az RVP-ben 3. a Föld közelében lévő repülőgépen történő repülések során ... ... nagy orvosi szótár
Sugárzási övek - bolygók belső bolygókerekes magnetospheres régióban, ahol önálló mágneses mező a bolygó megtartja töltött részecskék (protonok, elektronok), amely nagy kinetikus energiával. A Föld sugárzási övét 1958-ban fedezték fel ... ... Kortárs Enciklopédia
A sugárzási övek bolygók, bolygómágneses terek belső területei, amelyekben a bolygó saját mágneses mezője nagy kinetikus energiával rendelkező töltött részecskéket (protonokat, elektronokat) tartalmaz. A Föld sugárzási övét 1958-ban fedezték fel ... ... Illusztrált enciklopédikus szótár
Sugárzási övek - a belső bolygók magnetospheres bolygóműves régióban, ahol önálló mágneses mező a bolygó megtartja töltött részecskék (protonok, elektronok), amely nagy kinetikus energiával. A részecskék sugárzására egy mágneses akció ... ... nagy enciklopédikus szótár
Sugárzási övek - circumplanetary teret régióban, ahol a mágneses mező a bolygó megtartja töltött részecskék (protonok (cm) (cm), egy alfa-részecske (cm) ...) nagy mozgási energiával. Vannak bolygók Föld, Jupiter, Szaturnusz, Merkúr. A Föld általában ... ... Nagyfokú szakoktatási enciklopédia
Van Allen sugárzási övek - Van Allen sugárzási övek, két fánk mező sugárzás tartott a Föld mágneses mezeje a felső atmoszférában. James VAN ALENA-nak nevezték el, aki 1958-ban nyitotta meg őket. Az övek töltött részecskékből állnak, amelyek energiát hordoznak ... ... Tudományos és Műszaki Enciklopédiás Szótár
sugárzási övek - bolygók, bolygómágneses környezetek belső régiói, amelyekben a bolygó saját mágneses mezője nagy kinetikus energiával rendelkező töltött részecskéket (protonokat, elektronokat) tartalmaz. A részecskék sugárzónájában egy mágneses ... ... enciklopédikus szótár hatása alatt
- A Föld mágnesessége. Az oktatási-népszerű formában a földi mágnesességről beszélnek. A földfelszíni geomágneses mezőnek tekinthető (a földmágneses elemek, a mágneses kártyák, a sodródás és az inverzió ... Tovább Vásárlás 926 fontra
- A Föld mágnesessége. Tarasov L.V. Az oktatási-népszerű formában a földi mágnesességről beszélnek. A földfelszíni geomágneses mezőnek tekinthető (a földi mágnesesség, mágneses kártyák, sodródás és inverzió elemei ... Tovább Vásárlás 906 руб
- A Föld mágnesessége. L. V. Tarasov. Az oktatási-népszerű formában a földi mágnesességről beszélnek. Földfelszíni geomágneses mezőnek tekinthetők (földmágneses elemek, mágneses kártyák, sodródás és inverzió ... Bővebben Vásárlás 713 UAH (csak Ukrajna)