Иванов В.Е. Прохождение электронных и протонно-водородных пучков в атмосфере Земли. Апатиты, 2001.

Прохождение электронных и протонно-водородных пучков в атмосфере Земли Таблица 5.3 Параметры (5.14) для различных начальных энергий электронов Ео, эВ Мононаправленный поток Изотропный поток А\ Аг Аз Л4 А] Аі Аз А 4 50 1.431 0.831 -0.0248 -1.673 0.0409 1.072 -0.0641 -1.054 100 1.621 0.669 -0.0673 -1.558 0.0711 0.899 -0.171 -0.720 500 0.523 0.437 -0.512 -0.0631 0.130 0.674 -0.271 -0.319 1000 0.104 0.386 -0.766 0.919 0.142 0.657 -0.277 -0268 5000 0.0216 0.321 -0.961 1.557 - - - - 5.2. Энергетическое и угловое распределение авроральных электронов в атмосфере Земли Рассмотрим дифференциальные характеристики переноса инжектированных в газ электронов. Введем следующие обозначения: r(x,y,z) - точка пространства в газовом поглотителе; ю - единичный вектор направления движения частицы; dS - площадка, перпендикулярная к ю; Е - энергия электрона. Выразим через F(r,a,E) dS da dE число частиц с энергиями в интервале (E,E+dE). пересекающих площадку dS в точке г в направлениях, сосредоточенных в диапазоне (a, a+dm) в единицу времени. В этом случае F(r,a>,E) будет представлять собой характеристику, получившую название дифференциального потока частиц. При фиксированном направлении ю зависимость F(r,(o,E) от энергии называют энергетическим спектром потока, а при фиксированной энергии зависимость F(r,&,E) от ш называют угловым распределением. Угловое распределение, как правило, определяется относительно какого-либо выделенного направления. В ионосфере таким естественным направлением является силовая линия геомагнитного поля В. Поэтому направление движения электронов, высыпающихся в ионосферу, принято определять относительно В и задавать двумя угловыми переменными: полярным углом Ѳ (угол между В и со), носящим название питч- угла, и азимутальным углом ф. Далее мы будем говорить только о питч-угловом распределении потока электронов, поскольку дифференциальные потоки в ионосферной плазме с достаточной степенью точности можно считать азимутально-симметричными. 5.2.1. Особенности энергетических спектров авроральных электронов Интерес к исследованию особенностей дифференциальных потоков авроральных электронов и характера их трансформации в поглощающей среде связан со стремлением приблизиться к пониманию роли возможных физических механизмов, ответственных за процессы диссипации энергии электронов в верхних слоях атмосферы Земли. Немаловажным моментом является также возможность использования энергетических спектров электронных потоков для расчета пространственного распределения объемных скоростей образования компонент ионосферной плазмы в различных возбужденных состояниях. Теоретические аспекты данной проблемы базируются на решении задачи переноса электронов в газовых средах и анализе особенностей энергетического и углового распределения деградировавших потоков. Для решения данной задачи в качестве основных механизмов диссипации энергии привлекаются традиционный столкновительный механизм неупругих взаимодействий - возбуждение и ионизация газа электронным ударом /85,212,321/ и механизмы коллективных плазменных 125