Успенский, М. В. Полярные сияния и рассеяние радиоволн / Успенский М. В., Старков Г. В. ; ред.: Л. С. Евлашин ; Акад. наук СССР, Кол. фил. им. С. М. Кирова, Поляр. геофиз. ин-т. – Ленинград : Наука, 1987. – 242 с.
Д л я более высоких значений волновых чисел ( /е> 2 м~' ) , т. е. неоднородностей с длиной волны короче 3 м, необходимо исполь зовать дисперсионные уравнения , учитывающи е кинети ческие эффекты. Такого рода ра сче ты были выполнены в работ ах [70, 283, 477, 498] . Из них следует, что исполь зование гидроди намического приближения , когда условие со<С v, не выполнено, а (о « V,- (см., например, при k — б м-1 [ 477 ] ) , не да е т суще ственных отличий ре зульт атов по отношению к боле е точному, не громозд кому кинетическому приближению. Отличия про яв ляют ся в основ ном в фа зо вой скорости волн при больших др ейфовых скорос тях электронов. Гидродинамическое приближение не сколько з а выша е т фа з овые скорости по отношению к кинетическому [428, 477]. 6.3. Эксперимент и линейные теории нестабильности Д о на ч а ла 60-х годов считалось, что ионосферные неоднород ности аврорал ьной £ - обла с т и — в основном следс твие процессов гидродинамического происхождения : турбулентнос ти нейтраль ного г а з а и з а х в а т а з а р яж е н ных час тиц в это движение [236, 237] . Подобный подход не поз волял объяснить высокую частоту фединга и значительные доплеровские сдвиги сигнала. Суще с т во вали трудности в определении пространс твенных радиусов корре ляции неоднородностей, физических причин именно т акой их а ни зотропии и следующих отсюда свойств ра с сеянного поля сиг на лов — слишком резкого сре за частотной з ависимости рас сеяния и др. Явление фарлей - бунемановской плазменной нес табильнос ти [248, 283, 286] позволило объяснить упомянутые особенности и ряд других эффектов. Пр ямо из линейной т еории следует, что доплеровский сдвиг сигнала, соответ ствующий фа зов ой ск о рости волн, близок к скорости электронного д р ейфа и може т пре выша ть скорос ть звука (6. 1). От сюда каче ственно ст ановят ся понятными высокие скорости фединг а сигнала. Из дисперсионных уравнений (6.1) — (6.3) следует, что токовая нес табильнос ть спо собна г енерирова ть волны с дос т а точно широким прос транс твен ным спектром от десятков до некоторых долей метра по длине волны, до 1— 1.5° по ракурсному углу и до нескольких десятков градусов по а зимут ал ьному углу (к направлению дрейфа электро нов). Таким образом, не возника е т трудностей объяснения широ кого спектра длин волн неоднороднос тей в некотором конусе ракурсных и а зиму т а льных углов, т. е. в пределах некоторого фа зов ого прос транс тва , где не ст абильные волны могут в о з б уж да ться . Важн о й особеннос тью линейной теории яв ляе т ся возможность объясне ния порогового эффект а при возникновении неоднород ностей. Неоднороднос ти двухпотокового происхождения начинают г ене рироват ься , когда скорость д р ейфа электронов превышае т ионно -акус тическую скорость cs ( ( 6 . 2 ) , первый член в правой части уравнения в квадра тных скобк ах ) . Порог по дрейфовой скорости 153
Made with FlippingBook
RkJQdWJsaXNoZXIy MTUzNzYz