3) building coil
成形圈层
6) original text image
原文形象
补充资料：电离层的形成
电离层的形成
formation of the ionosphere
地球高层大气的分子和原子在太阳的紫外线
X射线和高能粒子的作用下电离,产生自由电子和正负离子,形成从宏观上说仍然是中性的等离子体区域，即电离层。带电粒子通过碰撞等过程又产生复合，使电子和离子的数目减少；带电粒子的漂移和其他运动也可使电子或离子密度发生变化。电子密度N随时间t的变化
N/t,是电子生成率Q、电子消失率L和电子因漂移而离开单位体积的速率的代数和。即[186-01]
式中V是电子的漂移速度。在一般情况下,除F2层上部以外，输运项
·(NV)引起的损失是可以忽略的,所以电子密度达到平衡的条件主要决定于电子生成率和电子消失率。电离过程 中性大气的电离主要是吸收太阳 X射线和远紫外线（波长小于 0.175微米）辐射的结果。中性大气分子吸收太阳辐射光子的几率用吸收截面
表示，其定义是吸收能量率与单位面积上入射能量率之比，它与波长有关，而被吸收的光子能产生电离的几率则由电离效率η表示,乘积η=1称为电离截面。在远紫外区，的最大值可达10(～10(厘米(；而在X射线范围则小得多。对于原子型气体，η=1，即所吸收的能量全部用于产生电子-离子对。对于分子型气体，则η<1。最早提出电离层形成理论的是英国S.查普曼。20世纪30年代初，他假设：①进入大气层的太阳辐射为单色波，②大气成分单一、温度恒定、密度水平分层且随高度按指数律减小。在这两个条件下，对电子密度随高度的分布进行计算，得到了第一个理论模式，后人称为查普曼模式。
如果辐射进入的方向与天顶成角
（称为天顶角），则由于沿途受到气体的吸收，到达高度为 h的辐射通量φ(λ)将比进入大气之前的通量φ∞(λ)减弱e(倍，而
= n
Hsec，其中n 为气体中性粒子的密度，是高度的函数,H为标高。由此可见， 是度量吸收程度的指标，称为光学深度，它是高度的函数。将 =1定义为单位光学深度，在它所对应的高度以下，入射辐射通量很快地趋近于零，即接近被完全吸收。如果去掉温度恒定的假设，则标高也将随高度而变，密度 n也不再是高度的简单函数。此外，当天顶角
相当大时，由于地球的曲率不能忽略而使大气平面分层的假设不再成立，于是 值必须修正。电子生成率 中性气体吸收太阳辐射能量后发生电离。单位体积内每秒产生的电子数,即电子生成率Q，同太阳辐射通量
、中性粒子的密度 n和它的电离截面1成正比：Q=n
1φ∞（λ）e(。由于n和 都是高度 h的函数，故Q也随高度变化。在较高的高度上，辐射通量虽强，但粒子密度却小；辐射深入大气层后，虽然能遇到更多的可电离粒子，但辐射通量因沿途被吸收而大大衰减。这两种因素相互制约，使得电子生成率在中间某一高度 hm上达到最大值 Qm。求Q表达式的极值,可以证明 hm即在 ＝1处，因此，可以很容易地求出 Qm和 hm的值，并进而求得Q值随高度而变化的关系。图1[ 不同天顶角χ下电子生成率与高度的关系]
表示了不同天顶角情况下 Q值的差别。图中横坐标为比值Q（）/Qm0，Q（）是天顶角时的Q 值, Qm0 是天顶角 ＝0 时电子生成率的最大值。纵坐标为约化高度ζ，ζ=(h-hm0)/H，hm0是电子生成率取Qm0时所对应的高度。由图可见，当 增加时，Q的极大值变小,且其取极大值的高度向上移动。电子的消失 当不考虑电子的漂移运动时，单位体积每秒消失的电子数,称为电子消失率L。电子的消失主要有两种类型，一种是电子和正离子的复合，另一种是电子附着到中性粒子上，变成负离子。
电子和正离子的复合有时伴随着光子的辐射，其反应式为：
X(+e(─→X+(h
)，其中 X代表中性粒子。因复合引起的电子消失率同电子密度N和正离子密度[X(]的乘积成正比, 如 [X(]和N相等，则L=
[X(]N= N(, 称为复合（或辐射复合）系数,是高度的函数。
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