Примерно одинаковым. Как мы-увидим в гл. 4 (разд. 4.2.3), количественным критерием приблиленного равенства плотности положительных и отрицательных зарядов является Mocjbje-баевского радиуса. Это условие - одна из основных характери-к плаз мы.

ЛИТЕРАТУРА

1. D U п g е у J. W.. Cosmic Electrodynamics, Cambr. Univ. Press, Cambridge, 1958. (Русский перевод: Данжи Дж., Космическая электродинамика, Госатомиздат, М., 1961.)

2. Alfven П., On tlie Orif,nn of llie Solar System, Clarendon Press, Oxford, 1954.

3 Alfven H., On the Mass Distribution in the Solar System, Astrophys. J., 136, 1005 (1962).

4. Alfven H., Wilcox J., On the Origin of the Satellites and the Planets, Astrophys. J., 136, 1016 (1962).

5. С h a p m a n S., Barrels J., Geomag-netism, Clarendon Press, Oxford, 1940.

6. S i n g e r S. F., The Primary Cosmic Radiation and its Time Variations, Progress in Elementary Particle and Cosmic Ray Physics, vol. 4, North-Holland Publ. Co., 1958, p. 205-335.

7. Gauss C. F., Allgemeine Theorie des Erdmagnetismus, Resultate magn. Verein., 1838.

8. Vestine E. H., Lange I., Laporte L., Scott W. E., The Geomagnetic Field, its Description and Analysis, Carn. Inst. Wash. Publ., 580 (1947).

9. H u 11 q w i s t В., The Spherical Harmonic Development of the Geomagnetic Field, Epoch 1949, transformed into Rectangular Geomagnetic Coordinate Systems, Ark. Geophys., 3, 53 (1958).

10. H u 11 q V i s t В., The Geomagnetic Field Lines in Higher Approximation, Ark. Geophys., 3, 63 (1958).

11. Finch H. F., Lea ton B. R., The Earths Main Magnetic Field. Epoch 1955, Mon. Not. Roy Astron. Soc, Suppl., 7, 314 (1957).

12. R a d h a к r i s h n a n V., Roberts J. A., Polarization and Angular Extent of the 960-Mc/s Radiation from Jupiter, Phys. Rev. Letters 4, 493 (1960).

13. Smith J., Davis L., Coleman P. J., Sonett P., Mariner II. Preliminary Reports On Measurements of Venus, Magnetic Field, Science, 139, 909 (1963).

14. H a 1 e G. E., On the Probable Existence of the Magnetic Field in Suns-pots-, Mt. WUson Contr. № 30, Astrophys. J., 28, 315 (1908).

15. Hale G. E., Sea res F. H., von Ma an en A., Ellerman F., The General Magnetic Field of the Sun, Mt. Wilson Contr. № 148, Astrophys. J., 47, 206 (1918).

16. Babcock H. W., Babcock H. D., The Suns Magnetic Field. Astrophys. J.. 121, 349 (1955).

17. Babcock H. D., The Suns Polar Magnetic Field, Astrophys. J., 130, 364 (1959).

18. Alfven H., Lehnert В., The Suns General Magnetic Field, Nature, 178, 1339 (1956).

19. Alfven H., On Sunspots and the Solar Cycle, Ark. f. mat., astr. o. fys., 29A, № 12 (1943).

20. Babcock H. W., Remarks on Stellar Magnetism, Publ. Astr. Soc. Pacific, 59, № 348. 112 (1947); The Reversing Magnetic Field of BD-18° 3789, там же № 350, 260 (1947). (Русский перевод в сб.: Астрофизический

сборник , ИЛ, М., 1949, Бэбкок X., Замечания о звездном магнетизме стр. 185. Переменное магнитное поле звезд BD-18° 3789, стр. 220.)

21. Bab соек Н. W., А Catalog of Magnetic Stars, Astrophys. J., Suppl. № 30 (1958).

22. Babcock H. W., Magnetic Fields of the A-type Stars, Astrophys. J., 128 508 (1958).

23. Babcock H. W. The 34-KiIogauss Magnetic Field of HD 215441, Astro phys. J., 132, 521 (1960).

24. Alfven H., Cosmic Radiation as an Inter galactic Phenomenon, Ark. f mat., astr. o. fys., 25B, № 29 (1937).

25. Пикельнер С. Б., Кинематические свойства межзвездного газа в связи с изотропией космических лучей. Докл. АН СССР, 88, № 2, 229 (1953)

26. Fermi F., Galactic Magnetic Fields and the Origin of Cosmic Radiation Astrophys. J., 119, 1 (1954).

27. С h a n d r a s e к h a r S., Fermi E., Magnetic Fields in Spiral Arms, Astro phys. J., 118, 113 (1953).

28. Elvius A., Herlofson N., On the Dynamics of Galaxies with Large-scale Magnetic Fields, Astrophys. J., 131, 304 (1960).

29. H i 11 n e r W. A., On the Presence of Polarization in the Continuous Radiation of Stars. II, Astrophys. J., 109, 471 (1949).

30. Hall J. S., Observations of the Polarized Light from Stars, Science, 109, 166 (1949).

31. Spitzer L., Tukey J. W., A Theory of Interstellar Polarization, Astrophys. J., 114, 187 (1951).

32. Davis L., Green stein J. L., The Polarization of Starlight by Aligned Dust Grains, Astrophys. J., 114, 206 (1951).

33. Gold Т., The Alignment of Galactic Dust, Mon. Not. Roy. Astron. Soc, 112, 215 (1952).

34. Henry J., Polarization of Starlight by Ferro-magnetic Particles, Astrophys J., 128, 497 (1958).

35. Alfven H., Herlofson N., Cosmic Radiation and Radio Stars, Phys. Rev., 78, 616 (1950).

36. Шкловский И. С, О природе радиоизлучения Галактики, Астрон. ж., 29, вып. 4, 418 (1952).

37. Ш к л о в с к и й И. С, Проблема космического радиоизлучения, Астрон. ж., 30, вып. 1,15 (1953); Проблема происхождения космических лучей и радиоастрономия, там же, 30, вып. 6, 577 (1953).

38. Шкловский И. С, Космическое радиоизлучение, Гостехиздат, М., 1956.

39. Baldwin J. Е., The Distribution of the Galactic Radio Emission, Mon. Not. Roy. Astron. Soc. 115, 690 (1955).

40. Burbidge G. R., The Halo Distribution of Radio Emission and Extended Magnetic Fields in our Galaxy and M 31, Astrophys. J., 123, 491 (1956).

41. Spitzer L., Behaviour of Matter in Space, Astrophys. J., 120, 1 (1954).

42. Davis R. D.. Slater C. H., Shuter L. H., Wild P. A. Т., A New Limit to the Galactic Magnetic Field set by Measurment of the Zeeman Splitting of the Hidrogen Line, Nature, 187, 1088 (1960).

43. Becker R., Sauter F., Theorie der Electrizitat, Bd. I, Teubner, Stuttgart 1957 S 264

44. Moiler c, The Theory of Relativity, Clarendon Press, Oxford, 1952.

45. Davis L.. Stellar Electromagnetic Fields, Phys. Rev., 72, 632 (1947).

Глава 2

Движение заряженных частиц в магнитных полях

2.1. Введение

Первыми, кто в полной мере оценил исключительную важность проблем движения заряженных частиц в магнитных полях для космической физики, были Биркеланд и Штёрмер. Под влиянием экспериментов Биркеланда с терреллой *, поставленных в 1890 г., Штёрмер на протяжении первой половины двадцатого столетия опубликовал ряд теоретических статей, посвященных движению в поле магнитного диполя (обзор работ Биркеланда и Штёрмера см. в [1, 2]). Тем самым были заложены основы для дальнейших исследований в данной области. Однако даже при использовании современных электронно-вычислительных машин численные расчеты весьма сложны в том случае, когда частица описывает очень большое число петель в магнитном поле. В геомагнитном поле это имеет место для всех частиц с импульсами меньшими, чем у космических лучей. Такие частицы в геомагнитном поле совершают тысячи и миллионы оборотов, и численное интегрирование становится практически невозможным.

Если траектория состоит из множества петель, то, как правило, размеры петель малы по сравнению с размерами магнитного поля. Следовательно, за время одного оборота частица движется практически в однородном поле. Чтобы рассчитать ее движение, целесообразно начать с рассмотрения движения в однородном поле, а затем ввести неоднородность как возмущение. Этот метод - метод возмущений, - который рассматривается в разд. 2.2 и 2.3, особенно пригоден для частиц малой энергии. В геомагнитном поле он применим практически ко всем задачам, в которых рассматриваются частицы с импульсами меньше, чем у космических лучей. Из последних работ, посвященных этому методу, можно указать, например, [3-5].

В последующих параграфах движение в ноле диполя рассматривается как методом Штёрмера (разд. 2.4), так и методом возмущений (разд. 2.5) и проводится сравнение полученных результатов.

Электромагнитная модель Земли. - Ярил(. перев.