- •Содержание
- •Введение
- •1. Теоретический Обзор
- •1.1. Нелинейные явления в ионосфере
- •1.1.1. Нелинейные явления
- •1.1.2. Эффект детектирования
- •1.1.3. Явления в модифицированной ионосфере
- •1.1.4. Физическая природа модификации ионосферы
- •1.1.5. Нелинейные явления в верхнегибридном резонансе Резонансная неустойчивость
- •1.1.6. Структуризация ионосферной плазмы Эффект магнитного зенита
- •1.1.7. Аномальное и широкополосное поглощение
- •1.1.8. Перенос модуляции
- •1.2. Искусственное свечение ионосферы
- •1.3. Определения и стандартные обозначения
- •2. Фотометрия
- •2.1. Фотометрия протяженных объектов
- •2.2.1. Устройство и принцип действия пзс
- •2.2.2. Преимущества и недостатки пзс
- •3. Практическая часть
- •3.1. Пошаговое описание методики
- •3.2. Результаты
- •3.3. Численная оценка потока излучения
- •Заключение
- •Приложение 1
- •Данные на 16.03.2010
- •Данные на 17.03.2010
- •Данные на 18.03.2010
- •Приложение 2 Список литературы
МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФФЕСИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИМ. В.И.УЛЬЯНОВА-ЛЕНИНА
ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
Специальность: 010801 – радиофизика
Кафедра радиоэлектроники
Специализация: радиофизические измерения
Дипломная работа
Исследование свечения ионосферы, стимулированной мощным радиоизлучением стенда «Сура». Обработка данных измерений.
Студентка 5 курса,
группы 656
« » июнь 2010 г.________________________________( Ершова С.А.)
Научный руководитель
« » июнь 2010 г.________________________________( Гумеров Р.И.)
Казань – 2010
Содержание
Содержание 2
Введение 3
1. Теоретический Обзор 5
1.1. Нелинейные явления в ионосфере 5
1.1.1. Нелинейные явления 7
1.1.2. Эффект детектирования 8
1.1.3. Явления в модифицированной ионосфере 9
1.1.4. Физическая природа модификации ионосферы 10
1.1.5. Нелинейные явления в верхнегибридном резонансе 12
1.1.6. Структуризация ионосферной плазмы 14
1.1.7. Аномальное и широкополосное поглощение 17
1.1.8. Перенос модуляции 18
1.2. Искусственное свечение ионосферы 19
2. Фотометрия 24
2.1. Фотометрия протяженных объектов 24
2.2. ПЗС-матрица 25
2.2.1. Устройство и принцип действия ПЗС 26
2.2.2. Преимущества и недостатки ПЗС 28
3. Практическая часть 32
3.1. Пошаговое описание методики 32
3.2. Результаты 41
45
3.3. Численная оценка потока излучения 45
Заключение 48
Приложение 1 49
Приложение 2 54
Список литературы 55
Введение
Ионосфера – естественная лаборатория для исследования физических явлений в плазме. В экспериментальных установках свойства плазмы во многом задаются процессами ее создания и взаимодействия со стенками камеры. В достаточной степени это относится к сильно разряженной плазме, подвижность и активное взаимодействие с электрическими и магнитными полями которой ведут к неустойчивости и турбулизации. Все это определяет исключительную сложность экспериментального исследования плазмы и теоретического истолкования результатов наблюдений.
Проведение физических экспериментов в свободной, созданной природой плазме, каковой является ионосфера, представляет особый научный интерес. Благодаря экспоненциально быстрому изменению концентрации нейтральных молекул с высотой в атмосфере и наличию магнитного поля Земли свойства свободной ионосферной плазмы необычайно разнообразны. Вследствие этого можно изучать линейные и нелинейные физические эффекты в плазме.
Активные эксперименты в ионосфере были начаты в нашей стране еще в 70 – 80-х годах прошлого столетия, а в последние годы исследования в этом направлении активизировались, поскольку интерес к ним и фундаментальной и прикладной науки стал возрастать, в том числе и за рубежом. На кафедре радиоэлектроники совместно с нижегородским НИРФИ проводятся исследования в этом направлении. В частности, выполняются эксперименты, связанные с оптическим излучением ионосферы под воздействием мощной радиоволны.
Целью данной работы является разработка методики и обработка экспериментальных данных, связанных с оптическими эффектами в ионосфере, модифицированной мощной радиоволной.
Были поставлены следующие задачи:
ознакомиться с основами и особенностями активных экспериментов в ионосфере;
проанализировать существующие методы фотометрирования протяженных объектов и определить алгоритм обработки наиболее подходящий для нашего эксперимента;
изучить программный пакет обработки астрономических объектов «MaxIm» для использования в обработке данных эксперимента;
освоить формат представления фотометрических данных принятый в астрономии и привести данные эксперимента к этому формату с целью дальнейшей обработки с помощью пакета «MaxIm»;
обработать данные экспериментов 2010 года и получить численную оценку стимулированного радиоволной потока излучения в красной линии кислорода (630 нм).