Молния - Юман М.
Скачать (прямая ссылка):
освещенности из-за распространения возвратного удара затемняло истинное
изменение интенсивности света во времени [25].
Кридер [23, 24] показал, однако, что первыми достигают максимума
интенсивности'линии N11, затем непрерывный спектр и наконец линии
нейтрального водорода. Следовательно, линии с более низким потенциалом
возбуждения достигают максимума последними - соответственно температуре
канала, которая падает с течением времени. Эффективный потенциал
возбуждения непрерывного спектра лежит между потенциалами возбуждения
ионов и нейтральных атомов; это свидетельствует о том, что непрерывный
спектр вызывается радиационной рекомбинацией. Орвил и Юман [37] показали,
что интегрированная по времени постоянная составляющая спектров Саланейва
не является результатом излу-
5.5. Спектроскопические исследования после 1960 г.
217
чения абсолютно черного тела или электрон-ионного тормозного излучения
при постоянной температуре.
Используя калиброванный фотокатод, Кридер и др. [25, 26] провели оценку
абсолютной спектральной мощности излучения молнии в интервале длин волн
от ~4000 до ~11 ООО А. Кроме того, сравнивая широкую полосу излучения от
молнии с аналогичной полосой излучения от длинной лабораторной искры
известных исходных мощности и энергии, Кридер и др. [26] получили
величины исходных мощности и энергии молнии. Было найдено, что для
одноимпульсной вспышки молнии пиковая излу-чательная мощность (в
интервале 4000-И ООО А) составляла 6,2-10(r) Вт/м, а энергия излучения 870
Дж/м. Рассчитанная величина пиковой исходной мощности была равна 7,8-108
Вт/м, а исходной энергии 2,3-105 Дж/м. Эта величина исходной энергии
находится в хорошем согласии с величинами исходной энергии, полученными
из измерений интенсивности грома (разд. 6.3.1) и из электрических
измерений (разд. 7.3.3). Согласно [26], величины пиковой излучательной и
исходной мощностей следует рассматривать как нижние пределы
действительных величин, характеризующих канал. Дополнительные замечания
относительно исходной мощности молнии даны в разд. 7.3.3.
Орвил [33, 34] первым сообщил о спектроскопическом исследовании молниевых
импульсов с хорошим пространственным и временным разрешением. Затем Орвил
[36] опубликовал дополнительные результаты спектроскопических
исследований с разрешением во времени. Принципиальная схема спектрографа
Орвила приведена на рис. 5.5. Типичные разрешенные во времени спектры
возвратного удара приведены на рис. 5.6а и 5.66. Спектры Орвила
характеризуют излучение участка канала длиной примерно 10 м. Разрешение
во времени менялось от 2 до 5 мкс и по длинам волн около 10 А. Обычно
время достижения максимальной интенсивности как для линий N11, так и для
непрерывной составляющей спектра было около 10 или 15 мкс, причем линии
достигают максимальной интенсивности первыми; однократно ионизированные
атомы излучают раньше, чем станет заметным непрерывный спектр.
Установлено, что линии N11 остаются интен-
218
5. Спектроскопия молнии
сивными в течение ЗОч-бО мкс. Линии N11 с наинизшим потенциалом
возбуждения появляются первыми, за ними следуют линии N11 с более высоким
потенциалом возбуждения. Линии N11 с низкими потенциалами возбуждения
существуют дольше, чем линии N11 с более высокими потенциалами
возбуждения. Так, линия N11 5680 А (верхний уровень энергии 20,6 эВ)
появляется раньше N11 5942 А (23,2 эВ) и существует дольше (рис. 5.6а).
Установлено, что линия водорода На (серия Бальмера) отсутствует или очень
слаба в первые микросекунды разряда, но в последующем становится сильной
(рис. 5.66). Линия На достигает максимальной интенсивности через 20-40
мкс, и ее часто можно определить более чем через 150 мкс. Информация о
канале возвратного удара, полученная из этих измерений, дана в разд.
5.5.2.
Орвил [36] привел спектры от одной вспышки, состоявшей по крайней мере из
пяти импульсов. Пять зарегистрированных спектров могут быть сгруппированы
в два основных класса. В одном классе излучение N11 было кратковременным,
а На - длительным; непрерывный спектр относительно слаб. В другом классе
излучение N11 сохранялось довольно долго, а непрерывный спектр был
довольно сильным. Излучение На сильное, но кратковременное.
В разд. 5.5.2 рассматривается применение теории, представленной в разд.
5.3, к спектральным данным Са-ланейва, Орвил а и других исследователей,
для определения температуры, концентрации частиц и давления в возвратном
ударе.
6.5.2. Свойства возвратного удара
Свойства возвратного удара определяли Волас [58] и Живлюк и Мандельштам
[62] из интегрированных по вспышкам спектров, из интегрированных по
импульсам спектров Саланейва и др. и из разрешенных во времени спектров
импульсов Орвила. Сначала рассмотрим анализ данных Саланейва.
Первый этап анализа спектра заключается в определении непрозрачности. На
рис. 5.8 показаны измеренные профили линий мультиплета N11, каждый из
компонен-
5.5. Спектроскопические исследования после 1960 г.
