|
|
мн. особенности области Ft в т. ч. осн. аномалию ≈ образование максимума F значительно выше максимума новообразования, расположенного в области 150 км. Описанные выше вариации высоты слон F она связывает с изменением в течение дня интенсивности ионизации и темп-ры атмосферы. Существование слоя F ночью объясняется притоком ионов сверху, из протоносферы, где "они накапливаются в течение светлой части дня. ∙Из-за различия механизма образования высота слоя ночью выше, чем дн╦м.
Мн. особенности в изменении верх, части И,, расположенной над максимумом области F, повторяют суточный ход и глобальное распределение пе в максимуме слоя. Ото говорит о тесной связи этих областей И. Выше максимума области F уменьшение концентрации ионов с высотой происходит по барометрич. ф-ле. При этом с увеличением высоты возрастает доля более л╦гких ионов. Поэтому преобладание ионов 0+ в области F сменяется дн╦м выше 1000 км преобладанием поиов Н+ (протоносфера). Ночью в связи с понижением темп-ры протоносфера опускается до высот ~b'QO км, В верх, части И. по направлению к высоким широтам обнаружен рост доли тяж╦лых ионов на даянон высоте, что аналогичным образом связывается с наблюдаемым ростом темп-рът. Однако поведение И. в полярных областях пока полностью не объяснено.
Движения потоков заряж. частиц в И. приводят к возникновению турбулентных неоднородностей электронной концентрации. Причины их возникновения ≈ флуктуация ионизующего излучения и непрерывное вторжение в атмосферу метеоров, образующих ионизированные следы. Движение ионизованных масс и турбулентность И. влияют на распространение радиоволи, вызывая замирание.
Изучение И. продолжает развиваться в двух направлениях ≈ с точки зрения е╦ влияния на распространение радиоволн и исследования физ.-хим. процессов, происходящих в нейт чем занимается аэрономия. Совр. теория позволила объяснить и распределение ионов с высотой, и эффективный коэф. рекомбинации. Ставится задача построения единой глобальной динамич. модели И. Осуществление такой задачи требует сочетания тео-ретич* и лаб. исследований с методами нспосредсто. измерений на ракетах и спутниках и систематич. наблюдений И. на сети наземных станций.
Лит.: Ратклиф Дж. А., У и к с К., Ионосфера, в сб.: Физика верхней атмосферы, пер. с англ., М., 1963; Ионосферные процессы, под ред. В. Е. Степанова, Наносив., 1968; У и т т е н Р. К., П о п п о в II. Д., Физика нижней ионосферы, пер. с англ., М., 1968; Иванов-Х олодный Г, С., Н к к о л ь с к и и Г, М., Солнце и ионосфера, М., 1969; Распределение электронов в верхней атмосфере, пер. с англ., М., 1969; Г е р ш м а н Б. Н., Динамика ионосферной плазмы, М,, 1974; Р и ш б е т Г., Г а р р и о г О, К,, Введение в физику ионосферы, пер. с англ., Л.т 1975; Митра А., Воздействие солнечных вспышек на ионосферу Земли, пер. с англ., ВТ., 1977; Иванов-Холодный Г. ┬., Михайлов А. В., Прогнозиролание состояния ионосферы, Л., 1980; Мизун Ю. Г., Полярная ионосфера, Л., 1980*, Физика и структура экваториальной ионосферы. [Сб. ст. ], М., 1981.
Г. С. Иванов-Холодный,
ИОНОСФЕРНЫЙ ВОЛНОВОД ≈ область пространства между поверхностью Земли и ионосферой, внутри к-рой происходит локализация радиоволн. Наряду с И. в., ниж. границей к-рого служит поверхность Земли, существуют приподнятые И. в. Локализация радиоволн в таких И. в. осуществляется как за сч╦т немонотонного распределения ионосферной плазмы по высоте, так и за сч╦т сферичности Земли. В лучевом приближении распространение радиоволн в И. в. подобно движению классич. частицы в поле с потенциалом ≈"(z)≈
= л"м (z)^*£(z)-\-2zfR, где е(я) ≈диэлектрик, проницаемость среды, s ≈ высота над поверхностью Зимли, Л ≈ радиус Земли, 2<й. Роль уровня анергии для излучателя па поверхности Земли играет величина £=^_cos2 ее, гдо а ≈ угол излучения, составляемый волновым вектором с горизонталью. Минимумы и (s) соответствуют И. в. Поведений u(z) изображено на рис.
для разл. условий в приближении изотропной плазмы (частота волны со много больше гиромагн. частоты),
когда к{г) = 1 ≈ шо/О)2 (соо ≈ плазм, частота). Рис. (а) соответствует ночным условиям, когда существует
лишь один слой F (см. Ионосфера) и частота
ВОЛНЫ (!)>[!>└, ГДО Шм ≈
макс, частота, при к-рой возможно «возвращение» радиоволны на поверхность Земли за сч╦т е╦ отражения от слоя F , Заштрихованшлй участок соответствует приподнятому И. в. С понижением частоты со (увеличением ш0) растет локальный максимум и (z), и для частоты ы≈ ш└ касательная к ит будет соответ-
ствовать значению
Z
(рис., б), Появление др.
ионосферных слоев
(напр., слоя Е] иллюст-
рирует пунктирная кри-
вая на рис. (б). При
этом выделяются при-
поднятые И. в. Е- и FE-тииов. При разделении слоя
F ионосферы на слои Fz и flt кроме И- в. Е и Fzt выде-
ляются И. в. FiE, FZE-L, FI (рис., б). Как правило, объ╦-
мы И. в. РгЕ и FtFi невелики.
При плавном изменении свойств И. в. распространение радиоволн в н╦м происходит с сохранением адиаба-
г.
тич. инварианта /=4Ло \
'макс
где
'МИН
МИН
и -Змакс ≈ уровяи отражения волны, G ≈ значение и (г) на уровне отражения волны (рис., я). Нарушение инварианта приводит к изменению траекторий в пределах осцилляции (к переходу на др. уровень). Нарушение полного инварианта /,л, равного 7 при 8 = ит, где ит ≈ значение одного из максимумов u(z) (напр., рис., б), приводит к выходу волны из И. в. данного типа. Поэтому захват или вывод волны из И. в. связан с нарушением 1т. Для дальнего распространения радиоволн с малыми потерями важное значение имеют И. в., для к-рых ZMHH превышает высоту поглощающего радиоволны .D-слая ионосферы (s~50-^90 км). В сферически симметричной ионосфере в приближении геом. оптики захват в приподнятые И. в. невозможен. В реальных условиях захват в такие И. в. радиоволн, излученных с поверхности Земли (и их вывод), может осуществляться за счет рефракции радиоволн на горизонтальных гра-диоптах плазмы, из-за рефракции и рассеяния на ионосферных неоднородностях, а иногда и при «просачивании» за сч╦т дифракционных эффектов.
Лит.: Альперт Я, Л., Распространение электромагнитных волн и ионосфера, 2 изд., М., 1972; Г у р е в и ч А. В., Цедилина Е. Е.т Сверхдальнее распространение коротких радиоволн, М.> 1979; Г е р ш м а н Б. Н., Б р у х и-мои Л. М., Яшин Ю. Я., Волновые явления и ионосфере и космической плазме, М., 1984.
Л. М. Ерухимов, Б. П. Урядов.
ИПСИЛОН-ЧАСТИЦЫ (ипсилоний; обозначение Г) ≈ общее назв. группы тяж╦лых мезонов со спином 1Т имеющих близкие массы ~Ю ГэВ; являются истинно нейтральными частицами. Их зарядовая ч╦тность С= = ≈1, пространств, ч╦тность Р = ≈1, Первые И.-ч. (т. н. Г и Г') были открыты в 1977 группой амер. физиков во главе с Л. Ледерманом (L. М. Lederman) при анализе взаимодействия быстрых (400 ГэВ) протонов с мишенями из тяжелых элементов, а последующие ≈ на установках со встречными электрон-позитронными пучками в реакциях типа е++е~->-Г ->-адроны (лептоны). На последних установках были детально изучены и все
и
X
о
с;
и
с
215
