宇宙線地磁效應(yīng)是地磁場(chǎng)對(duì)宇宙線粒子運(yùn)動(dòng)軌道的影響,又稱宇宙線地磁調(diào)制。

別名

宇宙線地磁調(diào)制

宇宙線地磁效應(yīng)

磁剛度宇宙線研究中常用的反映帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌道抗拒磁場(chǎng)影響的物理量,磁剛度越大,在地磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的角度越小。一個(gè)動(dòng)量為P、電荷數(shù)為Z的帶電粒子的磁剛度為:

其中c為光速,e為電子電荷。當(dāng)動(dòng)量以電子伏/光速為單位時(shí),磁剛度在數(shù)值上等于單位電荷的動(dòng)量,單位是伏特。

截止剛度? 在某一地磁緯度λ處,從無窮遠(yuǎn)來的帶電粒子,必須具備一定的磁剛度值,才能沿某一方向入射到地球。這一磁剛度值稱為該方向的截止剛度。史篤默理論證明,在地球偶極磁場(chǎng)中,垂直于磁力線方向的截止剛度約為:

(伏),

在磁赤道上

伏。隨著磁緯的增加,截止剛度減小。在同一磁緯,從西邊入射的正粒子比從東邊入射的粒子的截止剛度小。

史篤默理論只是一種偶極磁場(chǎng)近似。要精確計(jì)算截止剛度,還必須考慮地球內(nèi)部和外部非偶極場(chǎng)的影響,同時(shí)還要考慮固體地球?qū)τ钪婢€粒子的吸收,即所謂影子效應(yīng)。這就需要對(duì)粒子運(yùn)動(dòng)軌道進(jìn)行數(shù)值積分。用這種數(shù)值方法計(jì)算出來的北京宇宙線臺(tái)的垂直截止剛度約為

伏。

宇宙線強(qiáng)度的磁緯度效應(yīng)? 地磁場(chǎng)是宇宙線的天然能譜分析儀。在地磁兩極區(qū),從低能到高能粒子均能沿磁力線進(jìn)入地球,但在低緯地區(qū),只有能量較高的粒子才能克服地磁場(chǎng)影響進(jìn)入地球。由于高能宇宙線強(qiáng)度是隨能量增大而降低的,因此低緯地區(qū)的宇宙線強(qiáng)度比高緯區(qū)低。高緯度宇宙線強(qiáng)度比低緯度處高出一倍以上,但到磁緯60°左右,強(qiáng)度不再變化,形成一個(gè)“膝蓋”形,如圖所示。