Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://comet.sai.msu.ru/~gmr/course/2.htm
Дата изменения: Fri Mar 9 09:28:24 2001
Дата индексирования: Mon Oct 1 21:18:47 2012
Кодировка: Windows-1251

Поисковые слова: вторая космическая скорость
Конспект лекций по радиоастрономии. Глава 2

Содержание курса

 

Глава 2. Механизмы радиоизлучения в астрофизических условиях

2.1. Распространение радиоволн в плазме. Генерация радиоизлучения плазменными колебаниями

2.2. Поляризация излучения

2.3. Тормозное излучение ионизованного газа

2.4. Циклотронное излучение

2.5. Синхротронное излучение

2.6. Излучение кривизны

2.7. Излучение в спектральных линиях атомов и молекул

2.8. Молекулярное мазерное излучение

2.9. Рассеяние излучения

В этой главе и всех последующих используется система единиц CGS.

2.1. Распространение радиоволн в плазме. Генерация радиоизлучения плазменными колебаниями

Пусть на облако полностью ионизованного газа (плазмы) падает плоская монохроматическая волна, распространяющаяся вдоль оси z. Электрическое поле волны Под действием этого поля электроны приходят в движение. Классическое уравнение движения электрона:

(2.1)

m - масса электрона, nст - частота столкновений в плазме (второе слагаемое в левой части уравнения описывает трение электрона об окружающую плазму, приводящее к затуханию колебаний).

Напомним также уравнения Максвелла:

;

(2.2)

В дальнейшем для простоты стрелки над векторами опускаем.

При решении уравнений Максвелла для случая распространения волны в проводящей среде (плазме) оказывается удобным ввести комплексную диэлектрическую проницаемость среды в виде:

(2.3)

Комплексная диэлектрическая проницаемость (2.3) равна квадрату комплексного показателя преломления, который, в свою очередь, состоит из обычного показателя преломления n (действительная часть) и коэффициента поглощения k (мнимая часть).

Вначале рассмотрим случай без магнитного поля (). Из решения уравнения движения для электрона (2.1) можно найти:

. (2.4)

Выражение для частоты столкновений nст определяется решением задачи о рассеянии:

(2.5)

где - средняя скорость электронов, а N - их концентрация. В условиях солнечной короны (N ~ 108 см-3) nст ~ 1/15 с-1 << w для всего диапазона радиоволн, поэтому w2 + nст2 @ w2.

Для волны, распространяющейся вдоль оси z в плазме с диэлектрической проницаемостью e¢ (2.3), решение уравнений Максвелла дает:

(2.6)

Выбираем верхние знаки в экспоненте из соображений исчезновения волны на бесконечности. Первое слагаемое в показателе экспоненты характеризует распространение волны в среде с показателем преломления