Барбашина Мюонная диагностика магнитосферы и атмосферы Земли 2008
.pdf
УДК 502/504 (075) ББК 20.18я7 Л12
Мюонная диагностика магнитосферы и атмосферы Земли. Лабораторный практикум / Н.С. Барбашина, А.Н. Дмитриева, Д.А. Тимашков, В.В. Шутенко,
И.И. Яшин. — М.: МИФИ, 2008. — 108 с.
Предназначен для углубленного изучения и выработки практических навыков у студентов в рамках программ новых курсов «Космическая погода» и «Мюонная диагностика», разрабатываемых в рамках Инновационной образовательной программы МИФИ.
Лабораторный практикум содержит введение и восемь лабораторных работ по разделам «Экспериментальные методы мюонной диагностики», «Методы анализа нестационарных временных рядов экспериментальных данных», «Мюонная диагностика физических процессов в гелиосфере и магнитосфере», «Мюонная диагностика атмосферных процессов». Во введении кратко сформулированы цели, задачи и особенности мюонной диагностики как нового направления исследований в физике Солнца, гелиосферы, магнитосферы и атмосферы Земли. Каждый раздел состоит из краткого обзора и описаний нескольких лабораторных работ по данной тематике. В теоретических обзорах сформулированы основные задачи данного раздела и методические подходы, применяемые для решения этих задач. В конце каждого раздела сформулированы контрольные вопросы.
Лабораторный практикум предназначен для студентов, обучающихся по направлениям высшего профессионального образования «Физика» и «Ядерные физика и технологии», а также аспирантов, инженеров и научных работников, специализирующихся в области ядерно-физического мониторинга.
Пособие подготовлено в рамках Инновационной образовательной программы.
Рецензент — д-р физ.-мат. наук, профессор В.А. Григорьев
ISBN 978-5-7262-0955-5
©Московский инженерно-физический институт (государственный университет), 2008
Редактор Е.Е. Шумакова
Подписано в печать 19.08.2008 Формат 60х84 1/16
Печ. л. 6,75. Уч.-изд. л. 6,75. Тираж 120 экз.
Изд. № 3/30. Заказ №
Московский инженерно-физический институт (государственный университет), 115409, Москва, Каширское ш., 31.
Типография издательства «ТРОВАНТ», г. Троицк Московской области
1.1 Различные типы мюонных детекторов.................................. |
11 |
1.2 Мюонные годоскопы.................................................................. |
17 |
Лабораторная работа № 1 Расчет темпа счета мюонного |
|
годоскопа.......................................................................................... |
32 |
Лабораторная работа № 2 Изучение углового распределения |
|
потока мюонов ................................................................................ |
34 |
2.1 Основные характеристики временных рядов......................... |
37 |
2.2 Частотно-временной анализ.................................................... |
43 |
Лабораторная работа № 3 Методы статистического |
|
анализа данных в мюонной диагностике...................................... |
48 |
Лабораторная работа №4 Частотно-временной анализ |
|
данных мюонных годоскопов ......................................................... |
51 |
3.1 Внеатмосферные физические процессы модуляции ГКЛ......54
3.2 |
Форбуш-эффект........................................................................ |
57 |
3.3 |
Методика определения характеристик |
|
форбуш-понижений......................................................................... |
64 |
|
Лабораторная работа № 5 Форбуш-эффекты |
|
|
в космических лучах ......................................................................... |
74 |
|
Лабораторная работа № 6 Сравнительный анализ ФП по |
|
|
данным нейтронных мониторов и мюонных годоскопов ............ |
77 |
|
4.1 |
Строение атмосферы Земли.................................................... |
79 |
4.2 |
Прохождение КЛ через атмосферу......................................... |
82 |
4.3 |
Основные атмосферные эффекты для наземного потока |
|
космических лучей............................................................................ |
88 |
|
4.4 |
Динамические атмосферные процессы................................... |
96 |
Лабораторная работа № 7 Изучение барометрического |
|
|
эффекта в потоке мюонов........................................................... |
101 |
|
Лабораторная работа № 8 Изучение температурного |
|
|
эффекта в потоке мюонов........................................................... |
103 |
|
Лабораторная работа № 9 Вариации потока мюонов |
|
|
во время грозовых процессов ........................................................ |
105 |
|
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.............................................................. |
108 |
|
−внегалактические КЛ 
−галактические КЛ (ГКЛ) 
−солнечные КЛ 
−гелиосферные (межпланетные) КЛ 
K
Рис. В1. Образование потока мюонов в атмосфере
E 
GLE – Ground Level Enhancement
pµ
Рис. 1.1. Спектр мюонов при 
= 0º (темные точки)
и 
= 75º (светлые). Рисунок из обзора Particle Data Group