Исаев С.И. Полярные сияния и процессы в магнитосфере Земли. Ленинград, 1972.

информацию о потоке первичных протонов несет в себе допплеров­ ский контур водородной эмиссии. При этом для простоты сначала рассмотрим случай вертикального движения протонов с очень малыми питч-углами. Пусть протон с энергией Е излучает Q ^ d E квантов эмиссии II^ (или Нр) при изменении энергии в диапазоне (Е\ E-^-dE). Очевидно, что протон, вторгающийся в атмосферу с произвольной начальной энергией Е 0 ^>Е, излучит то же количество Q^ dE квантов с соответствующей длиной волны. Таким образом, общее количество квантов (На)я с длиной волны, соответствующей энер­ гии Е, возбуждаемых потоком вторгающихся протонов, СО ^ = 5 f ( E 0) Q * ( E ) d E 0, (32) e i F e где / (Е о) — функция распределения первичных протонов по энергиям. Чрезвычайно существенно то обстоятельство, что величина Q I 1 (Е) никоим образом не связана с величиной первичной энер­ гии протона Е 0 и, следовательно, может быть вынесена за знак интеграла. Таким образом, подставляя выражение (31) в (32), находим СО = j f ( E 0) d E 0. (33) Е„=Е Из выражения (33) видно, что при известных величинах Qlrl и форма фиолетовой ветви зенитного допплеровского про­ филя определяется только энергетическим спектром первичного пучка протонов, вторгающихся в атмосферу, и не зависит от свойств последней. Следует, однако, подчеркнуть, что формула (33) получена при предположении о резко анизотропном (продольном) распределе­ нии частиц по питч-углам. Это предположение, безусловно, весьма далеко от действительности, и в реальных потоках авроральных протонов распределение частиц по питч-углам скорее близко к изотропному [408, 452 1. Указанное обстоятельство существенно усложняет расчет допплеровского контура водородных эмиссий, поскольку в этом случае заданной скоростью vz вдоль силовых линий геомагнитного поля будут обладать протоны с различной (в зависимости от питч-угла частицы) полной скоростью v vz, характеризующиеся различной вероятностью высвечивания Тем не менее, если допустить, что функция распределения частиц по питч-углам не изменяется во всем диапазоне интересующих нас высот, т. е. пренебречь не только рассеянием протонов, но 37