Методы фотоэлектрических измерений лучевых скоростей и результаты наблюдений в спокойной фотосфере и тени солнечных пятен

• Автор: Дружинин, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 01.03.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 146 c. : ил

Глава I. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ МЕТОДОВ ИЗМЕРЕНИЯ ЛУЧЕВЫХ
СКОРОСТЕЙ С ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ РЕГИСТРАЦИЕЙ
§ 1.1. Вводные замечания ...■
§ 1.2. Доплеровские компенсаторы солнечных
магнитографов
§ 1.3. Измерение лучевых скоростей со спектрометром резонансного рассеяния
§ 1.4. Интерференционно-фазовый метод измерения
§ 1.5. Измерение доплеровских смещений с многоканальными фотоприемниками
§ 1.6. О шумах спектрографа
§ 1.7. Дифференциальные методы измерения
§ 1.8. Выводы
Глава 2. ДОПЛЕРОВСКИЙ АНАЛИЗАТОР НА ОСНОВЕ ДИССЕКТОРА/ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ И РАЗВИТИЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ
МЕТОДОВ ИЗМЕРЕНИЯ
’§ 2.1. Обоснование применения диссектора для
измерения лучевых скоростей
§ 2.2. Доплеровский анализатор на основе
диссектора
§ 2.3. О влиянии неравенства постоянных времени
и коэффициентов обратной связи измерительных каналов на дифференциальные измерения
§ 2.4. Оценка влияния неравномерности чувствительности фотокатода на точность измерения лучевых скоростей

§ 2.5. Совершенствование и развитие дифференциальных методов измерения лучевых скоростей
2.5.1. Измерение лучевой скорости относительно опорной линйи
2.5.2. Измерение лучевой скорости с помощью двух дифракционных решеток
2.5.3. Дифференциальные измерения на двух участках контура линии
2.5.4. Измерение лучевой скорости с избирательностью по волновому числу
§ 2.6. Обсуждение точности измерений лучевых-скоростей с доплеровским анализатором на •
основе диссектора
Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ НАБЛЮДЕНИЙ КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ ДВИЖЕНИЙ В
СПОКОЙНОЙ ФОТОСФЕРЕ И ТЕНИ СОЛНЕЧНЫХ ПЯТЕН
§ 3.1. Краткий обзор исследований колебаний и волн в спокойной атмосфере Солнца и тени солнечных пятен в диапазоне периодов пяти и трех
минут
§ 3.2. Результаты наблюдений лучевых скоростей
в спокойной фотосфере
§ 3.3. Результаты наблюдений лучевых скоростей
в тени солнечных пятен
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Колебания и волны являются одним из механизмов переноса энергии в солнечной атмосфере. Они несут информацию о динамике и структуре внутренних слоев Солнца, знания о которых необходимы для понимания механизмов солнечной активности.
Среди различных типов колебаний на Солнце наилучшим образом наблюдаются пятиминутные колебания в фотосфере. Существует несколько гипотез, объясняющих их происхождение. В многочисленных экспериментальных исследованиях изучались свойства волновых процессов в разнообразных аспектах. Рассматривались амплитудно-фазовые соотношения колебаний в разных по высоте слоях атмосферы Солнца, фазовая пространственная когерентность, фазовые скорости и поверхностные длины волн, дисперсионные соотношения и др. В настоящее время обнаружены изменения спектра 5-минутных колебаний от дня ко дню. Однако динамика спектра на более коротких интервалах времени мало изучена.
Колебания в тени солнечных пятен возбуждаются в присутствии сильного магнитного поля. Они являются результатом резонансного отклика хромосферы над пятном на возмущения, возникающие в под-фотосферных слоях. Период наблюдаемых колебаний в хромосфере тени близок к 3 минутам. На фотосферном уровне колебания в скорости имеют периоды 3 и 5 минут. 5-минутные колебания ослаблены, а 3-минутные наблюдаются не во всех тенях пятен. Имеется недостаток надежных наблюдательных данных о соотношении мощностей 5 и 3-минутных колебаний и о свойствах колебаний на разных фотосфер-ных уровнях тени солнечных пятен.
Успехи, достигнутые в изучении колебательных и волновых процессов на Солнце, в значительной степени обусловлены совершенство-

А= и-й/к-ф/кн) -30сГк)
(б)
Введем дополнительное обозначение: — , тогда, сократив в (б) , имеем:
((к-1НЩ/(1+ КУ-З/п))
1з последнего выражения видим, что ложное доплеровское смещение зависит от лЯ -полуширины линии, от А -градиента чувствительности фотокатода, от соотношения интенсивности ^ непрерывно-’о спектра и остаточной интенсивности в линии
Вычислим в значениях скорости ложное смещение спектральной гании. Для этого воспользуемся известным выражением: '(У—С-лЛд/Л 1одставим в него (7), тогда:
1Г=((КЧ)аЛ/2)-С/Л({+К(1-3/п)) } с - скорость света.
Для конкретной спектральной линии, например, для/15434,5А, :оторая имеетдЯ=0»2А и П. =5, и для неравномерной чувствительнос->и фотокатода К=^/^ =1,01 получаем ложную скорость 1Г= 40 м*с“^, )егистрируемую вследствие неравномерности фотокатода в 1%.
Обсудим влияние неравномерности чувствительности на резуль-■аты измерений скорости. При постоянной величине градиента чув-;твительности на участке по размеру большем, чем ширина епектраль-юй линии, вносимая ею ошибка будет иметь постоянное значение, не ависящее от смещений линии. В случае, когда неравномерность чув-:твительности меняется от одного участка к другому в пределах мрины линии, сигналы доплеровских смещений при отслеживании лини суммируются с изменениями ложного смещения. Предполагая мо-ютонный характер изменения градиента чувствительности равным 1% на I мм, оценим вклад флуктуации ложной скорости в регист-ируемый сигнал лучевой скорости для линии А 5434 А.