Видео недоступно для предпросмотра
Смотреть в Telegram
Магнитное зеркало — 4/4. Ловушка размером с планету
31 января 1958 года первый американский спутник Explorer 1 вышел на орбиту. На его борту находился счётчик Гейгера, созданный группой Джеймса Ван Аллена для измерения космических лучей.
Сначала всё шло ожидаемо: с высотой скорость счёта росла. Но затем прибор внезапно замолчал.
Он не видел ничего. Космические лучи исчезли? Счётчик сломался? Нет, он работал.
Физики заподозрили, что он вышел в режим насыщения — частиц было слишком много. Это подвердилось в следующей миссии Explorer 3.
Так были открыты радиационные пояса Земли!
Что такое радиационные пояса? Это две области на высотах от тысячи до десятков тысяч км над поверхностью нашей планеты, заполненные энергичными электронами и протонами.
Магнитное поле Земли похоже на поле большого магнита. В районе экватора оно слабее, а ближе к полюсам усиливается. Как раз то, что нужно для магнитного зеркала. Магнитное зеркало Земли играет протонами и электронами в пинг-понг между северным и южным полюсами.
В результате, множество частиц заполняет огромную тороидальную магнитную ловушку.
Кстати, как вы думаете, откуда берутся там протоны и электроны?
Но зеркало отражает не все частицы!
Всё зависит от угла α между скоростью частицы и магнитным полем. Если скорость направлена почти вдоль силовой линии, частица может добраться до атмосферы раньше, чем успеет отразиться. И тогда заряженная частица стремительно растеряет всю свою энергию во взаимодействиях с атмосферой и выбывает из тенисного турнира.
Вы можете поиграть в интерактивную игру на моем сайте, чтобы разобраться какие энергии и углы позволяют заряженным частицам остаться внутри радиационного пояса, а какие приземляют наших путешественников.
Внутренний пояс богат энергичными протонами, а внешний — электронами. Размер и структура поясов зависят от состояния магнитосферы.
Замечу, что магнитное зеркало — это лишь часть картины, описывающей радиационные пояса. Оно объясняет, как удерживается отдельная частица, но не отвечает, например, на такие вопросы:
— Почему поясов два?
— Откуда там берутся частицы?
— И каким образом некоторые электроны в поясах разгоняются почти до скорости света?
Может быть, у вас есть идеи?
1 • 2 • 3 • 4
31 января 1958 года первый американский спутник Explorer 1 вышел на орбиту. На его борту находился счётчик Гейгера, созданный группой Джеймса Ван Аллена для измерения космических лучей.
Сначала всё шло ожидаемо: с высотой скорость счёта росла. Но затем прибор внезапно замолчал.
Он не видел ничего. Космические лучи исчезли? Счётчик сломался? Нет, он работал.
Физики заподозрили, что он вышел в режим насыщения — частиц было слишком много. Это подвердилось в следующей миссии Explorer 3.
Так были открыты радиационные пояса Земли!
Сигнал радиационных поясов зарегистрировал еще раньше советский «Спутник-2», но ... тогда прошли мимо важного открытия. Уже после миссии Explorer 3 открытие подтвердили данные «Спутника-3».
Что такое радиационные пояса? Это две области на высотах от тысячи до десятков тысяч км над поверхностью нашей планеты, заполненные энергичными электронами и протонами.
Магнитное поле Земли похоже на поле большого магнита. В районе экватора оно слабее, а ближе к полюсам усиливается. Как раз то, что нужно для магнитного зеркала. Магнитное зеркало Земли играет протонами и электронами в пинг-понг между северным и южным полюсами.
В результате, множество частиц заполняет огромную тороидальную магнитную ловушку.
Кстати, как вы думаете, откуда берутся там протоны и электроны?
Но зеркало отражает не все частицы!
Всё зависит от угла α между скоростью частицы и магнитным полем. Если скорость направлена почти вдоль силовой линии, частица может добраться до атмосферы раньше, чем успеет отразиться. И тогда заряженная частица стремительно растеряет всю свою энергию во взаимодействиях с атмосферой и выбывает из тенисного турнира.
Вы можете поиграть в интерактивную игру на моем сайте, чтобы разобраться какие энергии и углы позволяют заряженным частицам остаться внутри радиационного пояса, а какие приземляют наших путешественников.
Внутренний пояс богат энергичными протонами, а внешний — электронами. Размер и структура поясов зависят от состояния магнитосферы.
Замечу, что магнитное зеркало — это лишь часть картины, описывающей радиационные пояса. Оно объясняет, как удерживается отдельная частица, но не отвечает, например, на такие вопросы:
— Почему поясов два?
— Откуда там берутся частицы?
— И каким образом некоторые электроны в поясах разгоняются почти до скорости света?
Может быть, у вас есть идеи?
1 • 2 • 3 • 4