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

Прохождение электронных и протонно-водородных пучков в атмосфере Земли Посмотрим, приводит ли к каким-либо структурным особенностям дифференциального потока в интервале 10-100 эВ корректный учет потерь энергии электронами при неупругих соударениях. Уже на рисунке 5.17, иллюстрирующем поведение можно было заметить присутствие в структуре дифференциального потока излома в области энергий 20-30 эВ. Представим, что дифференциальный поток F(E) аппроксимирован степенной функцией Е у^ в интервале 10-100 эВ и рассчитаем у(Е). Полученный таким образом спектральный индекс у(Е) для г(Е,%) приведен на рис.5.24 для моноэнергетических начальных пучков электронов с энергиями 0.5, 1 и 5 кэВ при двух видах углового распределения в источнике: мононаправленным с Ѳ0=0 (верхние графики) и изотропным в нижней полусфере. Черные кружки, плюсы и светлые кружки на рисунке соответствуют трем глубинам проникновения: 0.01, 0.2 и 0.7 Re. На рис.5.24 отчетливо видно, что в интервале энергий 20-25 эВ кривая спектрального индекса у(Е) испытывает резкий излом. Сплошной линией выделено поведение спектрального индекса только для потоков вторичных электронов - j s ( e ). Тенденция к превышению у(Е) над у ѵ(£) по мере возрастания глубины проникновения электронного пучка в газ связана с постепенным заплыванием деградированных первичных электронов в сторону малых энергий. По аналогии с методикой обработки экспериментальных энергетических спектров авроральных электронов аппроксимируем теоретические потоки F^(£,x) и F^(E,%) двумя степенными функциями в интервалах 10- 20эВ и 20-100 эВ. Методом наименьших квадратов определим уі и у2 на 8 уровнях х, задаваемых в интервале от 0.01 до 0.8 Re. Рис.5.24. Поведение спектрального индекса у(£) наразличныхрасстояниях от источника На рис.5.25 построены усредненные по всем уровням % спектральные индексы у, и у 2 в зависимости от начальной энергии электронов Е0. Плюсы соответствуют у2, определенным по данным измерений электронных потоков на спутнике DE-2 /155/ в интервале высот 300-400 км. Расчеты показывают, что для потоков электронов с начальными энергиями 0.1-10 кэВ спектральный индекс уі лежит в интервале -3 - -4, а у2- в интервале -1.2 - -2.2, что находится в хорошем согласии с экспериментальными данными (см. рис.5.15 и 5.16). 135