Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес
оригинального документа
: http://heritage.sai.msu.ru/ucheb/Rudnickij/2.htm
Дата изменения: Fri May 11 04:51:51 2007 Дата индексирования: Mon Oct 1 19:58:38 2012 Кодировка: Windows-1251 Поисковые слова: релятивистское движение |
2.1. Распространение радиоволн в плазме. Генерация радиоизлучения плазменными колебаниями
2.3. Тормозное излучение ионизованного газа
2.7. Излучение в спектральных линиях атомов и молекул
2.8. Молекулярное мазерное излучение
В этой главе и всех последующих используется система единиц CGS.
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
(2.7)