Мизун Ю. Г. Полярные сияния / Мизун Ю. Г. – Москва : Наука, 1983. – 133 с. - (Человек и окружающая среда).

Насколько эффективно энергичные заряженные части­ цы воздействуют на атомы и молекулы атмосферы зависит от их скорости. Если скорости электронов, протонов и ионов равны, то и эффективность их воздействия одинако­ вая. Но ионы и протоны в тысячи раз тяжелее электрона. Поэтому при равных скоростях энергии протона и иопа в тысячи раз больше энергии электрона. Хорошо установлено, что быстрые электроны образуют в воздухе около трех пар ионов на каждые 100 эВ перво­ начальной энергии. Таким образом, электрон с энергией 1 кэВ при полном израсходовании этой энергии образует около 30 пар ионов. Ионизация атомов и молекул начинается тогда, когда энергия электрона превышает энергию ионизации атома или молекулы. Ионы действуют так же, если их скорости равны скорости электронов. Ионизация происходит наибо­ лее эффективно, если скорость электрона в несколько раз больше, чем та минимальная скорость, при которой начи­ нается ионизация. Это значит, что вначале, на верхней гра­ нице атмосферы, где энергия электронного пучка еще боль­ шая (и скорость тоже), электрон производит ионизацию атомов неэффективно. И только когда его энергия умень­ шается (фактически почти в конце своего пути) электрон наиболее эффективно взаимодействует с атомами, вызывая их ионизацию (рис. 55). Собственно, именно электроны этих энергий интересны для рассматриваемой здесь проб­ лемы полярных сияний; они проникают на те высоты атмосферы, где наблюдаются сияния. Процесс ионизации происходит так, что первичный электрон выбивает из атома орбитальный электрон (назо­ вем его вторичным), который получает от первичного электрона достаточную энергию, чтобы самому быть спо­ собным ионизовать другие атомы. Процесс носит характер каскадного ливня. При подсчете общей ионизации (числа пар ионов) получается, что большая часть ионов (70%) создается именно вторичными электронами. Каждый вто­ ричный электрон уносит энергию около 90 эВ. Эта энергия может быть израсходована на ионизацию и возбуждение атомов и молекул. Возбуждение нейтральных частиц вы­ зывается в значительной степени вторичными электронами. Когда электрон израсходует свою энергию и ее недо­ статочно, для того чтобы ионизовать атомы, он способен остатки своей энергии передать атому или молекуле путем их возбуждения, Затем эти атомы или молекулы, переходя 115