Главная - Радиоастрономия - Циклотронное излучение


Циклотронное излучение
Наука - Радиоастрономия

В магнитном поле электрон движется по винтовой траектории с осью на магнитной силовой линии. При этом он испытывает ускорение, что приводит к излучению. Механизм излучения заряженной частицы в магнитном поле называют в общем случае магнитотормозным Излучение нерелятивистской частицы (E << mc2), обычно называют циклотронным, для релятивистских частиц – синхротронным. Рассмотрим эти два предельных случая.

Частота дипольного излучения нерелятивистского электрона равна его ларморовской частоте вращения в магнитном поле с напряженностью H:

Для чисто кругового движения (когда скорость электрона вдоль поля равна нулю) радиус орбиты электрона

При v << c всегда  Излучение можно рассматривать как излучение двух взаимно перпендикулярных гармонических осцилляторов, сдвинутых друг относительно друга по фазе на ½p, или как излучение электрического диполя с моментом , вращающегося вокруг силовой линии с частотой wH. Средняя за период интенсивность циклотронного излучения

где a – угол между направлением магнитного поля и волновым вектором . Излучение происходит на частотах вблизи wH. Более подробная теория [15, 18] показывает, что излучение также имеет место и на гармониках гирочастоты, то есть на частотах

w = swH,

где s = 2, 3,… Интенсивность излучения быстро спадает с увеличением номера гармоники s. Таким образом, спектр циклотронного излучения состоит из дискретных спектральных линий на гирочастоте и на ее гармониках.

Циклотронный мазер. При некоторых условиях в замагниченной плазме возможен эффект усиления магнитотормозного излучения. Примером этого является случай потоковой неустойчивости, когда заряженные частицы имеют распределение по скоростям вида

где Ts, Ns и m – температура, концентрация и масса частиц в потоке. Распределение (2.36) отличается от максвелловского распределения наличием слагаемого  в экспоненте. В случае параллельности  коэффициент поглощения на частоте n будет

а интенсивность излучения

Если njbscosa > 1, коэффициент поглощения становится отрицательным, а система поток–плазма начинает усиливать излучение. Частицы в потоке начинают излучать когерентно, то есть в фазе, и складываются амплитуды (а не интенсивности) волн, генерируемых отдельными частицами. Имеет место мазерный эффект.

Механизм мазерного усиления в замагниченной плазме применяется для объяснения высоких яркостных температур в ряде астрофизических объектов, где присутствует сильное магнитное поле и потоки частиц. Прежде всего, это солнечное радиоизлучение (шумовые бури I типа), спорадическое излучение Юпитера (Tb до 1015 K), радиоизлучение магнитосферы Земли на километровых волнах (Tb до 1017 K), пульсары, вспыхивающие звезды (типа UV Cet) и тесные двойные системы (типа RS CVn).

 


Читайте:


Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Планеты соседи:

Хромосфера

News image

Обширная и очень яркая вспышка на Солнце, наблюдавшаяся 9 марта 19...

Фотосфера

News image

Видимая поверхность Солнца. Достигая толщины около 0,001 RD (200-300 км), пл...

Солнечная активность

News image

Солнечная обсерватория SOHO зарегистрировала 4 января 2002...

Юпитер. Спутники

News image

Юпитер имеет 16 спутников. Первые 4 спутника открыты еще Галилеем - ...

В космосе...

Ученые убедились в прозрачности Вселенной

News image

Астрономы обнаружили самый удаленный из известных на сегодня гамма-всплеск, сообщается в пресс-релизе на сайте Общества Макса Планка. Источником излучения является ак...

Российский космический зонд спасет Землю от астероида

News image

Российские специалисты считают необходимой отправку в 2012 году космической миссии к астероиду Апофис, чтобы установить, столкнется ли он с Землей. Он...

Темная материя оказалась эликсиром долголетия звезд

News image

Астрономы установили, что если верна теория суперсимметрии, то звезды, находящиеся в плотных облаках темной материи, могут оставаться молодыми в течение вс...

Взгляд на Вселенную глазами инопланетян

News image

Физики описали, как Вселенная может представляться инопланетным цивилизациям, если таковые, разумеется, существуют. Это стало возможным после описания космоса на основании пр...

Авторизация



Новости космонавтики:

Узбекские песни

Узбекские песни

Скачать музыку

News image

Усиливает эффект лекарств Ученые установили что люди, которые страдают высоким артериальным давлением, должны слушать музыку, после того как принимают лекарства, это дает возможность усиливать воздействие препаратов. ...

Такси минивэны

News image

Минивэн это отличная вместительная машина, если сравнивать с легковым седаном либо универсалом. Благодаря крупным размерам, примерно 5-ть метро в длину, внутри кузова пассажиры могут разместиться с ко...

Скачать песню бесплатно

News image

Современная классическая музыка – наверное, такое сочетание слов для вас звучит странно. Но в любом случае не стоит её отрицать. У большинства людей появляется сочетание, ...