Так как каждая квадратная секунда неба, свободная от звезд, дает в темную безлунную ночь столько же света, сколько одна звезда 22-й звездной величины, т.е.:
(4)
Обозначим через D диаметр телескопа (см), t – время накопления сигнала или счета фотонов (сек), η – квантовый выход фотокатода, τ – угловой диаметр видимого изображения звезды (в радианах), - число зарегистрированных фотонов объекта (фотон/сек·см2), - число зарегистрированных фотонов от фона неба (фотон/сек·см2·рад2).
Число зарегистрированных фотонов от нагрева можем посчитать через найденные выше число зарегистрированных фотонов от фона неба и усредненные значение число фотонов (ADUФ, ADUН) фона неба и нагрева соответственно:
(5)
Рассчитаем интенсивность добавочного свечения в Релеях, поскольку это наиболее распространенная единица измерения.
(6)
фотон/(угл. сек)2·см2·сек·Аº - число зарегистрированных фотонов от фона неба.
|
|
Где - разница числа зарегистрированных фотонов от нагрева и фона неба, т.е.:
(7)
(8)
Эффект повышения уровня яркости фона в моменты нагрева ионосферы, наиболее лучше наблюдался 16 марта 2010 года. Оценка интенсивности добавочного свечения составила около 50-и релей, что согласуется с экспериментами на станции “HAARP” [6], и теорией Гуревича [1]. Обработанные численные значения - приложение, таблица 4÷6.
Рис. 21
Рис. 22
Сравнения нашего эксперимента и на станции «HAARP» (Рис.21, Рис. 22) показывает, что интенсивность стимулированного излучения в красной линии имеет тот же порядок величины. Несколько более высоких значений стимулированных излучений, которые дают эксперименты на HAARPе объясняются тем, что: во-первых, мощность радиоволны были заметно выше, а также расположением стенда вблизи полярного круга, где концентрация электронов в ионосфере заметно выше.
Кроме того, наши оценки близки к тем, что были получены в тот же период на стенде «Сура» группой из НИРФИ: С. М. Грач,?.?. Сергеев и др.
Для более точных оценок планировалось использовать в качестве опорного объекта – звезды из астрономических каталогов. Но для этого необходимо знать, какие определенные звезды в каждый момент времени находятся в поле зрения телескопа, это достаточно сложная задача из-за постоянного вращения Земли.
Для решения этой задачи в данной работе, была составлена программа в пакете «MatLab», позволяющая по времени кадра, времени экспозиции, и положению телескопа определять экваториальные координаты – Приложение2.
|
|
Заключение
В процессе выполнения дипломной работы поставленная цель была достигнута, и было сделано следующее:
·
Приложение 1
Данные эксперимента 16÷18.03.2010 проведенные на стенде «Сура».
Таблица 1
Data № | 16.03.2010 | |||||||
Time/UST | Average | № | Time/UST | Average | № | Time/UST | Average | |
1 | 16:39:28 | 1,04 | 29 | 16:58:43 | 1,86 | 57 | 17:18:04 | 0,48 |
2 | 16:40:10 | 1,15 | 30 | 16:59:25 | 1,28 | 58 | 17:18:45 | 0,64 |
3 | 16:40 | 0,77 | 31 | 17:00:06 | 1,27 | 59 | 17:19:27 | 0,84 |
4 | 16:41:32 | 0,88 | 32 | 17:00:47 | 1,39 | 60 | 17:20:08 | 0,71 |
5 | 16:42:13 | 0,73 | 33 | 17:01:31 | 1,43 | 61 | 17:20:50 | 0,81 |
6 | 16:42:55 | 0,61 | 34 | 17:02:12 | 1,48 | 62 | 17:21:32 | 0,72 |
7 | 16:43:36 | 1,06 | 35 | 17:02:54 | 1,76 | 63 | 17:22:13 | 0,56 |
8 | 16:44:17 | 0,38 | 36 | 17:03:35 | 1,53 | 64 | 17:22:54 | 0,45 |
9 | 16:44:58 | 0,97 | 37 | 17:04:16 | 1,43 | 65 | 17:23:35 | 0,57 |
10 | 16:45:40 | 1,25 | 38 | 17:04:57 | 1,35 | 66 | 17:24:17 | 0,79 |
11 | 16:46:24 | 1,02 | 39 | 17:05:39 | 1,49 | 67 | 17:24:58 | 0,77 |
12 | 16:47:02 | 1,11 | 40 | 17:06:20 | 1,35 | 68 | 17:25:39 | 0,94 |
13 | 16:47:43 | 1,89 | 41 | 17:07:01 | 1,3 | 69 | 17:26:21 | 0,98 |
14 | 16:48:25 | 2,4 | 42 | 17:07:43 | 1,32 | 70 | 17:27:02 | 0,98 |
15 | 16:49:06 | 1,51 | 43 | 17:08:24 | 1,59 | 71 | 17:27:43 | 0,93 |
16 | 16:49 | 1,46 | 44 | 17:09:05 | 1,32 | 72 | 17:28:24 | 0,78 |
17 | 16:50:28 | 1,8 | 45 | 17:09:46 | 1,31 | 73 | 17:29:06 | 0,7 |
18 | 16:51:10 | 0,76 | 46 | 17:10:27 | 0,99 | 74 | 17:29:47 | 1,12 |
19 | 16:51:51 | 1,21 | 47 | 17:11:09 | 0,83 | 75 | 17:30:28 | 1,42 |
20 | 16:52:32 | 0,98 | 48 | 17:11:50 | 0,8 | 76 | 17:31:10 | 1,27 |
21 | 16:53:13 | 1,15 | 49 | 17:12:31 | 0,88 | 77 | 17:31:51 | 1,29 |
22 | 16:53:55 | 0,88 | 50 | 17:13:13 | 0,88 | 78 | 17:32:35 | 1,36 |
23 | 16:54:36 | 0,98 | 51 | 17:13:54 | 0,85 | 79 | 17:33:16 | 1,4 |
24 | 16:55:17 | 1,47 | 52 | 17:14:35 | 1,05 | 80 | 17:33:57 | 1,32 |
25 | 16:55:58 | 1,59 | 53 | 17:15:16 | 0,7 | 81 | 17:34:39 | 1,13 |
26 | 16:56:40 | 1,5 | 54 | 17:15:57 | 0,54 | 82 | 17:35:20 | 1,1 |
27 | 16:57:21 | 1,81 | 55 | 17:16:39 | 0,55 | 83 | 17:36:01 | 0,98 |
28 | 16:58:02 | 1,62 | 56 | 17:17:23 | 0,57 | 84 | 17:36:42 | 1,05 |
Data № | 16.03.2010 | |||||||
Time/UST | Average | № | Time/UST | Average | № | Time/UST | Average | |
85 | 17:37:24 | 1,1 | 90 | 17:40:50 | 0,82 | 95 | 17:44:17 | 0,7 |
86 | 17:38:05 | 0,76 | 91 | 17:41:32 | 0,92 | 96 | 17:44:58 | 0,8 |
87 | 17:38:46 | 0,9 | 92 | 17:42:13 | 0,67 | 97 | 17:45:39 | 0,88 |
88 | 17:39:28 | 0,69 | 93 | 17:42:54 | 0,91 | |||
89 | 17:40:09 | 0,75 | 94 | 17:43:35 | 0,78 |
Таблица 2
Data № | 17.03.2010 | |||||||
Time/UST | Average | № | Time/UST | Average | № | Time/UST | Average | |
1 | 16:09 | 8,28 | 24 | 16:28:16 | 1,82 | 47 | 16:46:56 | 1,61 |
2 | 16:10:25 | 7,6 | 25 | 16:29:05 | 1,23 | 48 | 16:47 | 1,53 |
3 | 16:11:14 | 7,23 | 26 | 16:29:53 | 1,46 | 49 | 16:48 | 1,2 |
4 | 16:12:03 | 6,57 | 27 | 16:30:42 | 1,35 | 50 | 16:49:22 | 1,19 |
5 | 16:12:51 | 6,1 | 28 | 16:31:31 | 1,56 | 51 | 16:50:11 | 1,12 |
6 | 16:13:40 | 5,32 | 29 | 16:32:20 | 2,46 | 52 | 16:50:59 | 1,05 |
7 | 16:14:29 | 4,56 | 30 | 16:33:08 | 2,94 | 53 | 16:51:48 | 0,82 |
8 | 16:15:17 | 4,22 | 31 | 16:33:57 | 2,93 | 54 | 16:52:37 | 0,61 |
9 | 16:16:06 | 3,98 | 32 | 16:34:46 | 2,71 | 55 | 16:53:25 | 0,72 |
10 | 16:16:54 | 3,73 | 33 | 16:35:35 | 2,51 | 56 | 16:54:14 | 0,79 |
11 | 16:17:43 | 3,38 | 34 | 16:36:23 | 2,35 | 57 | 16:55:13 | 0,76 |
12 | 16:18:32 | 3,32 | 35 | 16:37:12 | 1,98 | 58 | 16:55:52 | 0,69 |
13 | 16:19:21 | 3,37 | 36 | 16:38:01 | 1,87 | 59 | 16:56:40 | 0,72 |
14 | 16:20:09 | 3,57 | 37 | 16:38:50 | 1,98 | 60 | 16:57:29 | 0,89 |
15 | 16:20:58 | 3,38 | 38 | 16:39:38 | 2,32 | 61 | 16:58:18 | 1,11 |
16 | 16:21:47 | 3,85 | 39 | 16:40:27 | 2,14 | 62 | 16:59:06 | 1,16 |
17 | 16:22:35 | 3,56 | 40 | 16:41:16 | 1,79 | 63 | 16:59:55 | 1,04 |
18 | 16:23:24 | 3,54 | 41 | 16:42:04 | 1,72 | 64 | 17:00:44 | 1,01 |
19 | 16:24:13 | 3,56 | 42 | 16:42:53 | 1,53 | 65 | 17:01:32 | 0,71 |
20 | 16:25:01 | 3,36 | 43 | 16:43:42 | 1,52 | 66 | 17:02:21 | 0,71 |
21 | 16:25:50 | 3,16 | 44 | 16:44:30 | 1,47 | 67 | 17:03:10 | 0,79 |
22 | 16:26:39 | 2,67 | 45 | 16:45:19 | 1,37 | 68 | 17:03:58 | 0,69 |
23 | 16:27:27 | 2,12 | 46 | 16:46:08 | 1,26 | 69 | 17:04:47 | 0,57 |
Data № | 17.03.2010 | |||||||||||||||||
Time/UST | Average | № | Time/UST | Average | № | Time/UST | Average | |||||||||||
70 | 17:05:36 | 0,6 | 102 | 17:31:33 | 0,82 | 134 | 17:57:31 | 0,69 | ||||||||||
71 | 17:06:25 | 0,37 | 103 | 17:32:22 | 0,62 | 135 | 17:58:20 | 0,65 | ||||||||||
72 | 17:07:13 | 0,5 | 104 | 17:33:11 | 0,61 | 136 | 17:59 | 0,41 | ||||||||||
73 | 17:08:02 | 0,86 | 105 | 17:33:59 | 0,53 | 137 | 17:59 | 0,67 | ||||||||||
74 | 17:08:50 | 0,6 | 106 | 17:34:48 | 0,67 | 138 | 18:00:46 | 0,47 | ||||||||||
75 | 17:09:39 | 0,7 | 107 | 17:35:37 | 0,62 | 139 | 18:01:34 | 0,47 | ||||||||||
76 | 17:10:28 | 0,55 | 108 | 17:36:25 | 0,56 | 140 | 18:02:23 | 0,48 | ||||||||||
77 | 17:11:16 | 0,57 | 109 | 17:37:14 | 0,75 | 141 | 18:03:12 | 0,66 | ||||||||||
78 | 17:12:05 | 0,66 | 110 | 17:38:03 | 0,77 | 142 | 18:03:59 | 0,69 | ||||||||||
79 | 17:12:54 | 0,72 | 111 | 17:38:51 | 0,7 | 143 | 18:04:49 | 0,62 | ||||||||||
80 | 17:13:42 | 0,81 | 112 | 17:39:40 | 0,65 | 144 | 18:05:38 | 0,59 | ||||||||||
81 | 17:14:31 | 0,79 | 113 | 17:40:29 | 0,88 | 145 | 18:06:26 | 0,39 | ||||||||||
82 | 17:15:20 | 0,68 | 114 | 17:41:18 | 0,69 | 146 | 18:07:15 | 0,35 | ||||||||||
83 | 17:16:09 | 0,9 | 115 | 17:42:06 | 0,57 | 147 | 18:08:04 | 0,23 | ||||||||||
84 | 17:16:57 | 0,65 | 116 | 17:42:55 | 0,56 | 148 | 18:08:52 | 0,37 | ||||||||||
85 | 17:17:46 | 0,92 | 117 | 17:43:44 | 0,52 | 149 | 18:09:41 | 0,4 | ||||||||||
86 | 17:18:35 | 0,86 | 118 | 17:44:32 | 0,73 | 150 | 18:10:39 | 0,35 | ||||||||||
87 | 17:19:23 | 1,01 | 119 | 17:45:21 | 0,55
| 151 | 18:11:18 | 0,53 | ||||||||||
88 | 17:20:12 | 1,08 | 120 | 17:46:10 | 0,38 | 152 | 18:12:07 | 0,54 | ||||||||||
89 | 17:21 | 1,09 | 121 | 17:46:59 | 0,51 | 153 | 18:12:56 | 0,57 | ||||||||||
90 | 17:21:48 | 1 | 122 | 17:47:47 | 0,39 | 154 | 18:13:44 | 0,57 | ||||||||||
91 | 17:22:38 | 0,99 | 123 | 17:48:36 | 0,47 | 155 | 18:14:33 | 0,49 | ||||||||||
92 | 17:23:26 | 0,94 | 124 | 17:49:25 | 0,5 | 156 | 18:15:22 | 0,57 | ||||||||||
93 | 17:24:15 | 0,9 | 125 | 17:50:13 | 0,53 | 157 | 18:16:11 | 0,29 | ||||||||||
94 | 17:25:04 | 0,75 | 126 | 17:51:02 | 0,56 | 158 | 18:16:59 | 0,35 | ||||||||||
95 | 17:25:53 | 0,45 | 127 | 17:51:51 | 0,56 | 159 | 18:17:48 | 0,33 | ||||||||||
96 | 17:26:41 | 0,45 | 128 | 17:52:39 | 0,66 | 160 | 18:18:37 | 0,47 | ||||||||||
97 | 17:27:30 | 0,69 | 129 | 17:53:28 | 0,82 | 161 | 18:19:25 | 0,45 | ||||||||||
98 | 17:28:19 | 0,98 | 130 | 17:54:16 | 0,58 | 162 | 18:20:14 | 0,45 | ||||||||||
99 | 17:29:07 | 0,97 | 131 | 17:55:05 | 0,66 | 163 | 18:21:03 | 0,43 | ||||||||||
100 | 17:29:56 | 1,1 | 132 | 17:55:54 | 0,73 | 164 | 18:21:51 | 0,16 | ||||||||||
101 | 17:30:45 | 1,02 | 133 | 17:56:42 | 0,62 | 165 | 18:22:40 | 0,22 | ||||||||||
Data № | 17.03.2010 | |||||||||||||||||
Time/UST | Average | № | Time/UST | Average | № | Time/UST | Average | |||||||||||
166 | 18:23:29 | 0,13 | 170 | 18:26:44 | 0,24 | 174 | 18:29:59 | 0,21 | ||||||||||
167 | 18:24:18 | 0,29 | 171 | 18:27:32 | 0,31 | 175 | 18:30:47 | 0,17 | ||||||||||
168 | 18:25:06 | 0,12 | 172 | 18:28:21 | 0,28 | 176 | 18:31:36 | 0,07 | ||||||||||
169 | 18:25:55 | 0,1 | 173 | 18:29:10 | 0,26 | 177 | 18:32:25 | 0,33 | ||||||||||
Таблица 3
Data № | 18.03.2010 | |||||||
Time/UST | Average | № | Time/UST | Average | № | Time/UST | Average | |
1 | 16:06:24 | 17,52 | 26 | 16:26:18 | 2,38 | 51 | 16:46:12 | 0,72 |
2 | 16:07:11 | 16,86 | 27 | 16:27:06 | 2,25 | 52 | 16:47:00 | 0,84 |
3 | 16:07 | 15,39 | 28 | 16:27:53 | 2,1 | 53 | 16:47:47 | 1,02 |
4 | 16:08:47 | 13,63 | 29 | 16:28:41 | 2,04 | 54 | 16:48:35 | 0,49 |
5 | 16:09:34 | 11,96 | 30 | 16:29:29 | 1,84 | 55 | 16:49:23 | 0,37 |
6 | 16:10:22 | 10,66 | 31 | 16:30:17 | 1,87 | 56 | 16:50:11 | 0,45 |
7 | 16:11:10 | 10,05 | 32 | 16:31:05 | 1,94 | 57 | 16:50:59 | 0,59 |
8 | 16:11:58 | 9,6 | 33 | 16:31:52 | 1,84 | 58 | 16:51:46 | 0,54 |
9 | 16:12:45 | 8,87 | 34 | 16:32:40 | 1,92 | 59 | 16:52:34 | 0,54 |
10 | 16:13:33 | 7,83 | 35 | 16:33:28 | 1,71 | 60 | 16:53:22 | 0,58 |
11 | 16:14:21 | 7,07 | 36 | 16:34:16 | 1,97 | 61 | 16:54:10 | 0,83 |
12 | 16:15:09 | 6,46 | 37 | 16:35:03 | 1,86 | 62 | 16:54:57 | 0,81 |
13 | 16:15:56 | 6,02 | 38 | 16:35:51 | 1,56 | 63 | 16:55:45 | 0,51 |
14 | 16:16:44 | 5,82 | 39 | 16:36:39 | 1,61 | 64 | 16:56:33 | 0,82 |
15 | 16:17:32 | 5,73 | 40 | 16:37:27 | 1,58 | 65 | 16:57:21 | 0,97 |
16 | 16:18:20 | 5 | 41 | 16:38:14 | 1,42 | 66 | 16:58:08 | 0,9 |
17 | 16:19:08 | 4,35 | 42 | 16:39:02 | 1,41 | 67 | 16:58:56 | 0,76 |
18 | 16:19:55 | 3,91 | 43 | 16:39:50 | 1,45 | 68 | 16:59:44 | 1,02 |
19 | 16:20:43 | 3,75 | 44 | 16:40:38 | 1,28 | 69 | 17:00:32 | 1,27 |
20 | 16:21:31 | 3,32 | 45 | 16:41:25 | 1,26 | 70 | 17:01:19 | 1,25 |
21 | 16:22:19 | 3,23 | 46 | 16:42:13 | 1,06 | 71 | 17:02:07 | 1,13 |
22 | 16:23:07 | 3 | 47 | 16:43:01 | 1 | 72 | 17:02:55 | 1,1 |
23 | 16:23:54 | 2,58 | 48 | 16:43:49 | 1,06 | 73 | 17:03:43 | 1,24 |
24 | 16:24:42 | 2,56 | 49 | 16:44:36 | 1,01 | 74 | 17:04:30 | 1,01 |
25 | 16:25:30 | 2,36 | 50 | 16:45:24 | 0,89 |
Данные на 16.03.2010
|
|
Таблица 4
, фотон/(угл.сек)2· ·см2·сек·Аº | , фотон/(угл.сек)2· ·см2·сек·Аº | ,Релей | ||
3,6 | 3,72 | 5842648018,94 | 170174214,14 | 11,34 |
4,02 | 4,49 | 6353170661,38 | 6806966856,58 | 45,38 |
4,1 | 4,53 | 6239721185,28 | 567247380,47 | 37,82 |
4,27 | 4,46 | 5899372756,99 | 226898952,19 | 15,13 |
4,35 | 4,4 | 5729198542,85 | 58724738,05 | 3,78 |
3,8 | 3,87 | 5785923280,9 | 113449476,1 | 7,56 |
3,48 | 3,78 | 6182996447,23 | 510522642,43 | 34,03 |
3,45 | 3,96 | 6523344875,52 | 850871070,72 | 56,72 |
3,96 | 4,28 | 6126271709,18 | 453797904,38 | 30,25 |
3,67 | 3,74 | 5785923280,9 | 113449476,1 | 7,56 |
Данные на 17.03.2010
Таблица 5
, фотон/(угл.сек)2· ·см2·сек·Аº | , фотон/(угл.сек)2· ·см2·сек·Аº | ,Релей | ||
3,53 | 3,98 | 6409895399,42 | 737421594,62 | 49,16 |
3,71 | 3,79 | 5785923280,9 | 113449476,1 | 7,56 |
3,38 | 3,5 | 5899372757 | 226898952,19 | 15,13 |
3,55 | 3,66 | 584268018,94 | 170174214,14 | 11,34 |
3,57 | 3,67 | 5831303071,33 | 158829266,53 | 10,59 |
3,43 | 3,57 | 5899372756,99 | 226898952,19 | 15,13 |
3,11 | 3,27 | 5956097495,04 | 283623690,24 | 18,91 |
Данные на 18.03.2010
Таблица 6
, фотон/(угл.сек)2· ·см2·сек·Аº | , фотон/(угл.сек)2· ·см2·сек·Аº | ,Релей | ||
12,8 | 18,29 | 8111637540,86 | 2439163736,06 | 162,61 |
8,37 | 9,77 | 6636794351,62 | 964320546,82 | 64,29 |
5,4 | 6,83 | 7147316994,05 | 1474843189,25 | 98,32 |
4,7 | 4,8 | 5785923280,9 | 11,3449476,1 | 7,56 |
4,29 | 4,42 | 5842648018,94 | 170174214,14 | 11,34 |
3,76 | 4,04 | 6069546971,14 | 39703166,34 | 26,47 |
3,66 | 3,82 | 5899372756,99 | 226898952,19 | 15,13 |
Приложение 2
Список литературы
1. Гуревич А.В. Нелинейные явления в ионосфере // Успехи физических наук. – 2007. –Т.177. − №11.
2. Крутин М. И., Майоров В.П. Люмены, канделы, ватты и фотоны. Различные единицы – различные результаты чувствительности телевизионных камер на основе ЭОП и ПЗС// Специальная техника. – 2002. - №5.
3. Дроздовский И. Фотометрия звезд в тесных полях // (сайт)http:www.astronet.ru/db/msg/1169703.
4. Решетников В.П. Поверхностная фотометрия галактик. – С-Пб: Изд-во СПбГУ, 2001 // (сайт) http:www.astro.spbu.ru/staff/resh/Book/index.html.
5. Никулин О.Ю. Приборы с зарядовой связью. Устройство и основные принципы работы // Специальная техника. – 1999. - №4.
6. M.J. Kosch, T.R. Pedersen, J. Hughest, R. Marshall, E. Senior, D. Sentmant, M. McCarrick and F.T. Djuth. Artificial optical emissions at HAARP for pump frequencies near the third and second electron gyro – harmonic // Annales Geophysicae. – 2005. – 23. – 1.
7. F.T. Djuth, T.R. Pedersen, E.A. Gerken, P.A. Bernhardt, C.A. Selcher, W.A. Bristow and M.J. Kosch. Ionospheric Modification at Twice the Electron Cyclotron Frequency // Physical review letters. – 2005. – 4.
8. B.Gustavsson, T.B. Leyser, M.J. Kosch, M.T. Rietveld, A. Steen, B.U. Brandstrom and T. Asol. Electron Gyroharmonic Effects in Ionization and Electron Acceleration during High – Frequency Pumping in the Ionosphere // Physical review letters. – 2006. – 11.
9. Н.Н. Михельсон. Оптические телскопыю Теория и конструкции // изд-во «Наука». – 1976. – 102.
10. B. Gustavsson, T. Sergienko, M.J. Kosch, M.T. Rietveld, B.U.E. Brandstrom, T.B. Leysec, B. Isham, P. Gallop, T. Asol, M. Ejiril, T. Grydelands, A. Steen, C. LaHoz, K. Kaila, J. Jussila and H. Holma. The electron energy distribution during HF pumping, a picture painted with all colors // Annales Geophysicae. – 2005. – 23. – 1747 – 1754.
11. П. Даффет – Смит. Практическая астрономия с калькулятором // изд-во «Мир». – 1982.
12. И.А. Насыров, С.М. Грач, Р.Р. Гумеров, А.М. Насыров, В.А.Клименко, Р.Р. Шаймухаметов. Исследование искусственного свечения ионосферы, стимулированного мощным радиоизлучением стенда «Сура», в двух линиях оптического спектра // как описать статью