/2 16 го ги г

il5D I

N10* СМ

25 30

6 16

N10 , CM

Рис. 2.18. Кривая зависимости электронной концентрации N от высоты z, полученная при запуске ракеты 29 сентября 1949 г

Рис. 2.19. Зависимость электронной концентрации N от высоты г, полученная при запуске ракеты 7 мая 1954 г.

Рис. 2.20. Сравнение высотного хода кривой N (z), полученного с помощью ракеты (сплошная линия), с кривой. N (z), рассчитанной по высотно-частотной характеристике (пунктирная линия)

основания ионосферы - область D и начало области Е-с помощью ракет. Детальные исследования этой части ионосферы другими методами осуществлять весьма трудно.

С помощью высотных ракет фазовым методом начаты и проводятся исследования внешней части ионосферы, выше главного максимума NF2. Некоторые примеры полученных в этих опытах данных показаны ниже, где приведены также результаты радиоисследований на ИСЗ. Интересно, однако, остановиться прежде на следующем вопросе.

В течение ряда лет большое число работ было посвящено решению проблемы, равна ли электрическая сила, действующая в ионосфере на электроны, среднему макроскопическому значению поля Е?? Вопрос этот возникает потому, что расстояние между частицами в ионосфере значительно больше размеров самих частиц и их можно рассматривать как точечные диполи.

Поэтому неясно, правильно ли уравнение движения электронов, взятое в виде

(2. 73)

или же необходимо заменить в (2. 73) Ж на эффективное поле

JS = JE + aF,

(2.74)

где Р - вектор поляризации; а - коэффициент, зависяп;ий от свойств среды.

Если молекулы среды можно рассматривать как точечные диполи и они хаотично расположены или помещаются в узлах кубической решетки, т, е. =*/з, то член lviV обычно называют поляризационной поправкой Лоренца.

Z9. ТХ гэизг а б

Ои и,В о 0,2 0,6 1,0 IU

Рис. 2.21. Сравиепие теоретических и экспериментальных зависимостей коэффициента преломления

а - без 7чета поднриаационной поправки Лоренца; б - с учетом поправки

Рис. 2.22. Зависимость электронной концентрации N от высоты z, полученная при запуске ракеты 29 июня 1956 г.

.1 160

NW , cm

г 50

150 сз

i(f о

ЗЮ ц-юо i(f

Электронная концентрааия n,cm

Высота, км

Рис. 2.23. Зависимости электронной концентрации от высоты в области D и выше, полученные на ракетах в Форт-Черчилл (Канада)

а - 15 ноября 195В г.; б - 4 июля 1957 г.; е - 4 февраля 1958 г.

Рис. 2.24. Зависимость эффективного числа соударений электронов От высоте* в области полученная с помощью ракеты в Форт-Черчилл 4 июля 1957 г.

Вопрос этот существен также для количественных расчетов. Так, при учете поляризационной поправки коэффициент преломления ионосферы (без учета магнитного поля Земли) равен

4яЛ/е2

а не

47i:/Ve2

Соответственно значение электронной концентрации N в точке отражения волны {п==0) определяется из условия АтМе/тш=/, а не из обычно используемого выражения Ar.Ne/muii, т.е. N отличается в обоих случаях в 1,5 раза.

Теоретическое решение этого вопроса связано со сложными расчетаьш, требующими детального учета взаимодействия электрона с окружающими его частицами. Попытки упрощения подобных расчетов приводили к прямо противоположным результатам. Долгое время точки зрения относительно необходимости учета поляризационной поправки были противоречивыми; в последних теоретических работах этого цикла авторы работы (2481 пришли к заключению, что поляризационную поправку учитывать не нужно. Экспе-рилентально получить достаточно убедительный ответ на этот вопрос также не удавалось из-за сложности интерпретации результатов соответствующих опытов, проводимых на земной поверхности.

Этот вопрос решен просто и изящно с помощью ракет, когда одновременно измерялись коэффициенты преломления обыкновенной и необыкновенной волн. На рис. 2,21 приведены результаты этих опытов. По оси ординат отложены значения AnNe/m, которые определялись по измеренным значениям коэффициента преломления обыкновенной волны (сплошные линии), соответственно с учетом (рис. 2.21, б) и без учета (рис. 2.21, а) поляризационной поправки Лоренца. Нанесены полученные одновременно значения коэффициента преломления необыкновенной волны (точки) и рассчитанные теоретически кривые (пунктир). Точки ложатся около теоретической кривой коэффициента преломления необыкновенной волны, изображенной на рис. 2.21, а