Геофизические явления в авроральной зоне: [сборник статей]. Ленинград, 1971.

Закон изменения электрического поля вдоль магнитной сило­ вой линии определяется функцией распределения частиц в эква­ ториальной плоскости. При распределениях, рассмотренных в ра­ ботах Ц, 5], и квазиизотропном моноэнергетическом распределе­ нии [31 квазинейтральность плазмы достигается при помощи продольного электрического поля, пропорционального градиенту магнитного поля. В работе [3], кроме того, приведен пример неизотропного моноэнергетического распределения, при котором электрическое поле имеет более сложный вид. В настоящей работе сделана попытка рассмотреть характер изменения продольного электрического поля в магнитной ловушке при некоторых других распределениях заряженных частиц. Пред­ полагается, что все частицы проходят через экваториальную плоскость Z =0 (плоскость минимального магнитного поля). Счи­ тается, что существует плоскость Z ^ L , при прохождении через которую частицы покидают рассматриваемую систему. 1. Определим функцию распределения частиц / следующим образом: dN —- / (и0, it) d V , где dN — плотность частиц; d V = 2 га ; 2 sin ydvdy — элемент объема в пространстве скоростей; и 0 — продольная скорость частицы в экваториальной плоскости и fi — магнитный момент в эквато­ риальной плоскости. Элемент объема, выраженный через переменные и 0 и ;ц имеет вид d v = ^ d u A ^ ( 1 ) где В {) — минимальное значение магнитного поля; т — масса частицы. Тогда d N = a ) duud \i . ( 2 ) Выразим функцию распределения частиц / (и0, р) в произволь­ ной точке через функцию распределения /„ (wu, ^) в экваториаль­ ной плоскости, пользуясь тем обстоятельством, что в стационар­ ном случае поток частиц в данном направлении остается постоян­ ным внутри магнитной силовой трубки вплоть до точки Z -Z ih, где эти частицы отражаются, т. е. /* (ІІа> !*) uSdu 0 d\>. = const при Z ^ Z m, (3) где значки « +» отражают направление потока; и — продольная скорость частицы; S — площадь поперечного сечения силовой трубки и Z — расстояние вдоль силовой трубки от экваториаль­ ной плоскости. 124