Задание на РГЗ:
1. По исходным данным рассчитать:
1.1. Солнечное склонение d.
1.2. Зенитный угол c.
1.3. Функцию зенитного угла F(c).
2. По исходным данным и значению зенитного угла рассчитать высоты максимума F-слоя.
3. По исходным данным и значению зенитного угла рассчитать значения скорости ионизации в максимуме.
4. По исходным данным и данным п.3 рассчитать значения константы скорости рекомбинации b.
5. Рассчитать значения электронной концентрации nem и критических частот fкр (Гц).
6. Построить графики зависимостей fкр(t) и hm(t).
Исходные данные:
j, град
I, 1/с×м2
m
N
H, км
13
60
1015
6
15
где: j - географическая широта;
I - интенсивность солнечного излучения;
m - месяц;
N - день (дата);
H – высота однородной атмосферы..
1. По исходным данным рассчитаем:
1.1. Солнечное склонение d:
d=arcsin(0.398×sin(p×(n’-3.17))/6)
n’=12×(n+16)/365.25
n – число дней от начала года до дня, для которого необходимо провести расчет, включая этот день;
n=30.5×(m-1)+N
n=30.5×(6-1)+15=167.5
n’=12×(167.5+16)/365.25=6.03
d=arcsin(0.398×sin(p×(6.03-3.17))/6)=0.4082
1.2. Зенитный угол c:
c=arccos(sinj×sind-cosj×cosd×cos(pt/12))
где: t – местное время (час)
Заполним таблицу:
t
1
2
3
4
5
7
8
9
10
11
12
c(рад)
1.668
1.662
1.549
1.454
1.343
1.219
1.09
0.961
0.84
0.738
0.667
0.642
c(град)
95.57
95.22
88.75
83.31
76.95
69.84
62.45
55.06
48.13
42.28
38.22
36.78
14
16
17
18
19
20
21
22
23
1.3. Функцию зенитного угла F(c):
c £ 900
F(c)=(p×zp/2)1/2(1.06069663+0.55643831×y)/(1.0619896+
+1.7245609×y+y2) при 0£y£8
F(c)=(p×zp/2)1/20,56498823/(0,06651874+y) при 8£y£100
y=(zp/2) 1/2|cosc|
zp=1000
c>900
F(c)=(2p× zp)1/2[(sinc)1/2×exp(zp(1- sinc))]-F(1800-c)
c
y
2.1704
2.0344
0.4878
2.605
5.0491
7.7064
12.806
14.924
16.544
17.567
17.91
F(c)
8875.3
4994.2
24.648
8.0619
4.3499
2.8748
1.7395
1.4937
1.3481
1.2632
1.2390
24.658
2. По исходным данным и зачению зенитного угла рассчитаем высоты максимума F-слоя:
hm=H×ln(s×H×n0×F(c))
где: s=10-22 м2;
n0=1018 м-3.
hm
652.29
618.47
299.81
232.73
195.71
170.86
140.72
131.58
125.43
121.52
120.36
125.42
3. По исходным данным и значению зенитного угла рассчитаем значения скорости ионизации в максимуме:
qm=(I/e×H)/ F(c)
qm×108
0.007
0.012
2.487
7.605
14.09
21.33
35.25
41.05
45.48
48.54
49.49
4. По исходным данным и данным п. 3 рассчитаем значения константы скорости рекомбинации b:
b=k×n0
где: k=2×10-17 (м3×с-1) – константа скорости реакции O++N2®NO++N
Вычислим b:
b=k×n0=2×10-17×1018=20=const
5. Рассчитаем значения электронной концентрации nem и критических частот fкр:
nem=qm/b
fкр=Ö(80.8nem)]
nem×107
0.003
0.006
1.243
3.803
7.047
10.66
17.62
20.52
22.74
24.27
24.74
fкр×106
0.002
0.0022
0.032
0.055
0.075
0.093
0.119
0.129
0.135
0.14
0.141
6. Построим графики зависимостей fкр(t) и hm(t):
График зависимости hm(t):
График зависимости fкр(t):
Список использованной литературы
1. Гинзбург В.Л. "Распространение электромагнитных волн в плазме." -М., Наука, 2006. - 683 с.
2. А.В. Гуревич А.В. Шварцбург "Нелинейная теория распространения радиоволн в ионосфере" -М., Наука, 2003 г., 201 с.
3. К. Дэвис "Радиоволны в ионосфере." - М., Мир, 2001 г. - 501 с.
