По поводу 5 поколения, малозаметности и "плазмогенератора" (перенесено из новостей, продолжение)

Shurik> Ну, солнечная корона и токамаки(в них кстати температуры повыше) интересуют нас в меньшей степени.
Рано на конкретику срываетесь - границы знать полезно, чтобы не получить величин в воздухе как в токомаке.
Shurik> А вот почему в п 2) не упомянуты ионы? В холодной плазме их концентрация может превосходить электронную и намного.
Потом выясним, уже дальнейшая моя вкладка показывает, что вклад ионов в диэлектрическую проницаемость как зарядов малозначителен. Более того я же определился, что мы рассматриваем электрически нейтральную плазму - если в ней число отрицательных ионов плюс число электронов превышает количество положительных ионов - это уже не нейтральная плазма ( пусть даже и холодная ).

yacc> Рано на конкретику срываетесь

Народ хочет разобраться

> - границы знать полезно, чтобы не получить величин в воздухе как в токомаке.

Ну, задавать исходные условия как в токамаке или солнечные мы априори не будем - у нас они есть вполне конкретные. Но, пускай и будет в самом деле как фундамент, и для расширения общих знаний.

Shurik>> А вот почему в п 2) не упомянуты ионы? В холодной плазме их концентрация может превосходить электронную и намного.
yacc> Потом выясним, уже дальнейшая моя вкладка показывает, что вклад ионов в диэлектрическую проницаемость как зарядов малозначителен.

Это "мало-" надо бы обосновать, иначе сие допущение так и будет болтаться у нас всю дорогу, портя общую картину.
(если вдруг ионов окажется порядка на три больше, чем электронов, то допущение может оказаться некорректным)

>Более того я же определился, что мы рассматриваем электрически нейтральную плазму - если в ней число отрицательных ионов плюс число электронов превышает количество положительных ионов - это уже не нейтральная плазма ( пусть даже и холодная ).

Число отрицательных частиц в нашей плазме будет с большой точностью равно числу положительных, потому что плазма обладает электропроводностью, и отрицательные заряды будут благополучно "стекать" на самолёт обычным способом(иначе он очень быстро приобретёт положительный потенциал, который сделает невозможным дальнейшее излучение электронов).
Однако это вовсе не означает, что электронов будет столько же сколько ионов(ключевое слово - "плюс"). Свободный электрон сильнейший восстановитель, а кислород и азот очень хорошие окислители(азот правда только в атомарном виде) - результатом будет как минимум образование некоторой концентрации отрицательных ионов(с соответствующей убылью свободных электронов и сохранением нейтральности плазмы), что приведёт к образованию избытка ионов в плазме. Если мы хотим оценить это количественно, то без серьёзной консультации с химиками не обойтись.

yacc> Отношение массы электрона к массе иона имеет порядок 10^(-5)

Если точнее для наших условий, то (2.5~5)*10^(-4) в зависимости от того, будут преобладать ионизованные молекулы или атомы(это и есть часть того самого вопроса к химикам).
У меня есть опасение, что "2.5" вполне вероятно на больших высотах, поскольку там концентрация озона сильно возрастает, а это уже почти готовый атомарный кислород, хотя и диссоциация молекулы кислорода при встрече со свободным околотепловым электроном весьма вероятна(для азота это пожалуй не актуально). Это же обстоятельство (и это ещё более существенно) будет играть важную роль в общем процессе образования отрицательных ионов.
Количественно это я конечно не оценю - это к химикам.

Shurik> Это "мало-" надо бы обосновать, иначе сие допущение так и будет болтаться у нас всю дорогу, портя общую картину.
Shurik> (если вдруг ионов окажется порядка на три больше, чем электронов, то допущение может оказаться некорректным)

Ну и ленивый вы для студента 404

Отрицательные ионы есть только в слое Е ( самом низком, который и существует-то не всегда - например на лабах мы его не поймали - не было ). Там же написан механизм их образования. Ионосферную плазму уже изучали-переизучали и если бы там были на несколько порядков большие концентрации отрицательных ионов - это бы отметили. Так что остаемся при том же - вклад ионов ( как элементов заряда, колеблющихся под действием электрического поля ) в диэлектрическую проницаемость незначителен. Ионы нам еще понадобятся ( как и нейтральные частицы ) - столкновения мы еще не учитывали, а они картину меняют.

yacc> Ну и ленивый вы для студента

Не без этого Истинный студент таков и есть

> 404

А у нас не ионосфера. Даже и не близко.
Я же не так просто большую разницу между нашими и тамошними условиями несколько раз упоминал.

yacc> Отрицательные ионы есть только в слое Е ( самом низком,

А мы летаем ещё гораздо ниже. Улавливаете?

>который и существует-то не всегда - например на лабах мы его не поймали - не было ).

Включили бы наш генератор - тут же появился бы

>...Так что остаемся при том же - вклад ионов ( как элементов заряда, колеблющихся под действием электрического поля ) в диэлектрическую проницаемость незначителен.

Так что вопрос пока остается(без ответа).

>Ионы нам еще понадобятся ( как и нейтральные частицы ) - столкновения мы еще не учитывали, а они картину меняют.

Щас не об этом, как говорили всё те же великие.

Shurik> А у нас не ионосфера. Даже и не близко.
Shurik> Я же не так просто большую разницу между нашими и тамошними условиями несколько раз упоминал.
Применительно к ионам - особой разницы нет.

Shurik> А мы летаем ещё гораздо ниже. Улавливаете?
Это как раз вы не улавливаете, потому что я еще не все написал, а в текущих формулах этого нет ( с точностью до малых величин четвертого-пятого порядка малости ) как вы не стараетесь это найти

Shurik> Включили бы наш генератор - тут же появился бы
Действие этого генератора для слоя E выполняет космическое излучение - ничего нового мы не придумываем, просто с пользой используем то, что есть

>>...Так что остаемся при том же - вклад ионов ( как элементов заряда, колеблющихся под действием электрического поля ) в диэлектрическую проницаемость незначителен.
Shurik> Так что вопрос пока остается(без ответа).
Внимательно перичитайте то, что написано в статье

Основной реакцией, приводящей к уменьше- нию числа свободных электронов в плазме, яв- ляется трехчастичная реакция прилипания электронов к молекуле кислорода:
где в качестве третьей частицы могут выступать молекулы кислорода или азота. Влиянием других частиц можно пренебречь.

 

и мою ссылку про иносферу

Отрицательные ионы образуются в результате тройных столкновений электронов с нейтральными молекулами O2.

 

Даже по теории вероятности - как соотносятся вероятности тройного и однократного столкновения ( по количеству тех и тех )?

Тааак ... мне продолжать?

Shurik>> А у нас не ионосфера. Даже и не близко.
Shurik>> Я же не так просто большую разницу между нашими и тамошними условиями несколько раз упоминал.
yacc> Применительно к ионам - особой разницы нет.

Почему нет?
Разные плотности, разные температуры, разные степени ионизации... И всё это никак не влияет на процессы образования отрицательных ионов?
А длина свободного пробега ионов - тоже значения не имеет?
А наводящая инфа про то, что в нижней ионосфере появляются отрицательные ионы, которые существенно влияют на её свойства?

Shurik>> А мы летаем ещё гораздо ниже. Улавливаете?
yacc> Это как раз вы не улавливаете,

Ну, давайте дальше улавливать вместе

>потому что я еще не все написал, а в текущих формулах этого нет ( с точностью до малых величин четвертого-пятого порядка малости ) как вы не стараетесь это найти

В приведённых формулах-то нет, а в реальности очень может оказаться. И что бы пренебречь всеми компонентами плазмы кроме электронной нужны веские основания, которых вы пока не привели.

yacc> Внимательно перичитайте то, что написано в статье

Там написано:

"Основной реакцией, приводящей к уменьшению числа свободных электронов в плазме, является трехчастичная реакция прилипания электронов к молекуле кислорода:

(7)

где в качестве третьей частицы могут выступать молекулы кислорода или азота. Влиянием других частиц можно пренебречь."

без какого либо обоснования, и без приведения конкретных условий. И, что ещё более важно - совершенно непонятно почему на этом основании"влиянием других частиц можно пренебречь"?

Т.о в ответе на мой вопрос в его первоначальном виде - каково в нашей плазме будет соотношение ионов и электронов? мы никак не продвинулись.

Имеется факт, что в этой плазме будут электроны, O2+, N2+, О+, N+, O2-, N2-, О-, N- NO2+, NO+, NO-, O2.O2-, N2.O2-, а так же возможно и некоторых другие, в неизвестном нам соотношении. Причем общее количество ионов будет явно превосходить количество свободных электронов(это с полной очевидностью следует из приведённой цитаты).

yacc> Даже по теории вероятности - как соотносятся вероятности тройного и однократного столкновения ( по количеству тех и тех )?

А это нас с какого бока интересует?

yacc> Тааак ... мне продолжать?

Можно-то можно, почему бы и нет...
Но я бы предпочёл иную последовательность действий - сначала определиться с конкретными свойствами нашего объекта, а уж потом выбирать методы для его исследования. А то делая разные допущения, когда параметры плазмы ещё неизвестны, можно с большой вероятностью получить чёрти-что... 8)

Shurik>>> А у нас не ионосфера. Даже и не близко.
Shurik> Shurik>> Я же не так просто большую разницу между нашими и тамошними условиями несколько раз упоминал.
yacc>> Применительно к ионам - особой разницы нет.
Shurik> Почему нет?
Shurik> Разные плотности, разные температуры, разные степени ионизации... И всё это никак не влияет на процессы образования отрицательных ионов?
Shurik> А длина свободного пробега ионов - тоже значения не имеет?
Shurik> А наводящая инфа про то, что в нижней ионосфере появляются отрицательные ионы, которые существенно влияют на её свойства?
На какие свойства? Мы здесь что изучаем химию плазмы, масс-спектроскопию, практическое применение такой установки для образования озона или распространение ЭМВ в плазме???
С точки зрения последнего интересна только концентрация электронов, частота их столкновения с другими частицами ( в том числе с нейтральными молекулами, которых явно больше чем ионов ) и друг с другом и темп их убывания/появления ( с точки зрения концентрации ) но не более того, если такого сорта частицы присутвуют и их количество хотя бы на два-три порядка меньше количества ионов ( неважно каких ). В том же масс-спектрометре разделение ведется на основе того, как быстро отклоняется частица электрическим полем ( заряд/масса ) и ион при полете в электрическом поле будет иметь гораздо более малое отклонение, по сравнению с электроном ( в силу отличия масс на четыре порядка и более ). Даже если концентрация ионов на три порядка больше чем электронов ( что маловероятно ) - это погрешность в 1-10% на которую с практической точки зрения можно забить.

Вам тогда требуется привести убедительные основания, что ионов, возникших в практически нейтральном газе, после действия электронного пучка быстрых электронов, на три порядка больше свободных электронов ( и это при том, что концентрация нейтральных молекул в этом же газе еще на несколько порядков больше чем электронов - ведь пучок вовсе не ионизирует весь газ своим воздействием ), чтобы считать, что такой формулой ( с выброшенными ионами ) пользоваться нельзя с конкретными цифрами.

Кстати, зачем вам отрицательные ионы - из-за того, что они имеют такой же знак заряда как электрон?

P.S. Даже если ионов там гораздо больше чем электронов ( на 5-10 порядков, что лично мне кажется просто фантастическим и характерным для искусственной лабораторной, но вовсе не ионосферной или полученной в атмосфере электронным пучком плазмы ), то оригинальная формула для поляризации остается, только вместо массы электронов будет масса ионов и область частот, где диэлектрическая проницаемость станет нулевой или отрицательной сместится в область низких частот ( даже беглый взгляд говорит, что это смещение будет пропорционально отношению масс иона и электрона - т.е 4-5 порядков ) и станет нам совершенно неинтересной ( т.е. недостижимой для волны в 3см в случае бесстолкновительной плазмы ) - вам это интересно получить?

Shurik>> Почему нет?
Shurik>> Разные плотности, разные температуры, разные степени ионизации... И всё это никак не влияет на процессы образования отрицательных ионов?
Shurik>> А длина свободного пробега ионов - тоже значения не имеет?
Shurik>> А наводящая инфа про то, что в нижней ионосфере появляются отрицательные ионы, которые существенно влияют на её свойства?
yacc> На какие свойства?

Первым делом на поглощение, рассеивание и отражение.
Гляньте свою же ссылку на Атмосферу.
Там русским по белому сказано -
"область D отличается тем, что наряду с положительными ионами в ней наблюдаются отрицательные ионы, которые определяют многие свойства области D ... Ниже 70—80 км концентрация молекул и число таких столкновений настолько возрастают, что отрицательных ионов становится больше, чем электронов.
Догадываетесь, что число положительных ионов при этом не сильно уменьшается?
Что будет с соотношением концентрации электронов и ионов на высоте 15км в нестационарной плазме? Не знаете? Я тоже.
Но, общая тенденция, как вы уже заметили - в пользу ионов, с уменьшением высоты. В три раза это соотношение увеличится на 15 километрах, или в тысячу раз, я не скажу - сам не знаю.

yacc> Мы здесь что изучаем химию плазмы, масс-спектроскопию, практическое применение такой установки для образования озона или распространение ЭМВ в плазме???

Мы здесь сейчас пытаемся выяснить - можно ли отбросить ионы из рассмотрения в нашем первом приближении(к задаче ).
Пока совершенно неясно.

yacc> С точки зрения последнего интересна только концентрация электронов,

Здрасьте, приехали. Где же обоснования-то этого вывода?

>частота их столкновения с другими частицами ( в том числе с нейтральными молекулами, которых явно больше чем ионов )

Правильно. Частота их столкновений с нейтральными молекулами будет на несколько порядков больше, чем с +ионами (зависит от степени ионизации, вспоминаем про ионосферу - вот в чём одна из главных разниц). Учитывая упоминавшиеся мной особенности химии наших двух основных элементов(хороший окислитель с выдающимся восстановителем очень дружат), при столкновениях электронов с молекулами воздуха часто(очень) будут образовываться отрицательные ионы.
А вот рекомбинация электронов с +ионами будет крайне редкой в сравнении с этим эффектом в наших условиях(предполагается, и это справедливо - что у нас степень ионизации очень невелика) - нейтральные молекулы очень мешают такой встрече.
Собственно это же сказано и в первой упомянутой работе. Только вывод там из этого не вполне корректный.

>и друг с другом

Это-то(столкновения электронов) нас с какой точки зрения тут интересуют??

> и темп их убывания/появления ( с точки зрения концентрации )

Очень ценное замечание. Наша плазма нестационарная в отличие от ионосферной. Нам судьба нашей плазмы спустя 10мс с момента рождения уже без разницы.
Поэтому соотношение различных ионов/электронов у нас ещё труднее прикинуть... (процессы-то не в одну стадию идут, и как вы уже догадались, "трехчастичная реакция прилипания электронов к молекуле кислорода" не подразумевает встречу всех трёх частиц в одно и то же время в одном и том же месте).

>но не более того, если такого сорта частицы присутвуют и их количество хотя бы на два-три порядка меньше количества ионов ( неважно каких ).

На самом деле не так уж НЕ важно каких. Там будут в том числе и протоны(которые при ионизации берутся из обычной воды), ионизованные атомы азота/кислорода, ионизованные их же молекулы, разные комплексы вроде O2-.N2 и т.д ...
Т.е будет целый спектр ионов с массами ~ от 2*10**3 до 10**5 электрона.
От конкретного распределения в этом спектре зависит очень много даже в этом нашем первом шаге.

> В том же масс-спектрометре разделение ведется на основе того, как быстро отклоняется частица электрическим полем ( заряд/масса ) и ион при полете в электрическом поле будет иметь гораздо более малое отклонение, по сравнению с электроном ( в силу отличия масс на четыре порядка и более ).

В нашем случае - на 3.5-5 .
Для нашего случая теперь осталось определить относительные концентрации всего этого хозяйства к электрону.

>Даже если концентрация ионов на три порядка больше чем электронов ( что маловероятно )

Я бы не был так категоричен.

> - это погрешность в 1-10%

Если учесть протоны, то может быть и намного больше.

yacc> Вам тогда требуется привести убедительные основания, что ионов, возникших в практически нейтральном газе, после действия электронного пучка быстрых электронов, на три порядка больше свободных электронов

Бог с вами, профессор... Это вы подрядились посчитать уменьшение ЭПР... ну, скажем метровой медной сферы Ф1м в нашей плазме(15км, 3кВт электронов 250кЭв(с пространственным распределением в ППС уж как удобней будет), импульсами в 1мкс раз в 300мкс) с точностью до порядка в разных диапазонах(ну, на 1м, 10см и 3см будет достаточно). Поэтому именно вы и обосновываете, что в этой плазме концентрация электронов будет такой, как вам удобно для рассчётов(только обоснования убедительные!).
Я же, будучи всего-лишь студентом, обязался попытаться разобраться в ваших выкладках и рассчётах, и согласиться с результатами, если они не вызовут явных недоумений

> ( и это при том, что концентрация нейтральных молекул в этом же газе еще на несколько порядков больше чем электронов - ведь пучок вовсе не ионизирует весь газ своим воздействием )

Дык из этого мы и исходим(см. выше).

yacc> Кстати, зачем вам отрицательные ионы - из-за того, что они имеют такой же знак заряда как электрон?

Нет Сами по себе мне они ничем не лучше положительных. Но у них есть одно интересное свойство - в нейтральной плазме рост их числа приводит к точно такому же уменьшению числа свободных электронов. А для нас это важно.

yacc> P.S. Даже если ионов там гораздо больше чем электронов ( на 5-10 порядков, что лично мне кажется просто фантастическим и характерным для искусственной лабораторной, но вовсе не ионосферной или полученной в атмосфере электронным пучком плазмы )

Вспоминаем разницу условий и общую тенденцию с уменьшением высоты.

>, то оригинальная формула для поляризации остается, только вместо массы электронов будет масса ионов

За пять порядков конечно не ручаюсь, но слово вместо тут очень по существу.
До сих пор речь у вас шла чисто про электронную плазму. В случае(маловероятном конечно) пяти порядков разницы, нам придётся рассматривать уже чисто ионную.
А вот в этом промежутке... надо что-то думать.

> и область частот, где диэлектрическая проницаемость станет нулевой или отрицательной сместится в область низких частот ( даже беглый взгляд говорит, что это смещение будет пропорционально отношению масс иона и электрона - т.е 4-5 порядков ) и станет нам совершенно неинтересной ( т.е. недостижимой для волны в 3см в случае бесстолкновительной плазмы ) - вам это интересно получить?

А вот тут стало как раз очень интересно.
Помните наши обсуждения про массу покоя электрона? Мы тогда пришли к согласию, что она не мешает и при дл. волны <1мкм(это как максимум). Умножаем на 4.5 порядка(тоже как максимум, см. выше про ионы), и получаем, что в самом крайнем случае масса ионов начнёт мешать на дл.волны < 3см.

Shurik> Первым делом на поглощение, рассеивание и отражение.
Shurik> Гляньте свою же ссылку на Атмосферу.
Shurik> Там русским по белому сказано - ....
Shurik> Догадываетесь, что число положительных ионов при этом не сильно уменьшается?
Shurik> Что будет с соотношением концентрации электронов и ионов на высоте 15км в нестационарной плазме? Не знаете? Я тоже.
Shurik> Но, общая тенденция, как вы уже заметили - в пользу ионов, с уменьшением высоты. В три раза это соотношение увеличится на 15 километрах, или в тысячу раз, я не скажу - сам не знаю.

Таак... Придется учить логике
Во первых, там ничего не сказано, что именно ионы создают поглощение, рассеивание и отражение.
Далее. А как образуются отрицательные ионы. Ответ - а вот так:

Для образования отрицательных ионов из нейтральных молекул в газовой фазе основным требованием является наличие низкоэнергетических электронов (обычно с энергиями в пределах 0 - 15 эВ). Присоединяются к молекуле только те электроны, энергии которых близко совпадают с некими энергетическими характеристиками молекул, ассоциирующимися с энергиями незанятых молекулярных орбиталей или же переходов между ними. Этот феномен называется резонансным захватом электронов (РЗЭ). Молекула с добавочным электроном - молекулярный отрицательный ион – может за короткое время (~ 10-12–10-6 с) самопроизвольно выбросить электрон (автоотщепить его) или распасться (диссоциировать) на отрицательно заряженный и нейтральный фрагменты, причем строго следуя определенным правилам отбора.

 

Какой вывод из этого можно сделать - очень простой. Электрон должен потерять свою энергию чтобы его могла подхватить молекула и образовать отрицательный ион.
Это первое. Второе - если у нас среда теперь состоит только из ионов ( количество электронов ничтожно малое ) - то частота, когда диэлектрическая проницаемость становится отрицательной, резко падает и ловить уже нечего.
Итого - либо мы рассчитываем требуемую ионизацию по количеству электронов и она наступает сразу после действия пучка скоростных электронов, которые выбивают электроны из атомов нейтральных молекул, но другие нейтральные молекулы подхватить до их торможения не в состоянии, либо мы ориентируемся на ионы и такая конфигурация наступает позже, спустя время, когда выбитые электроны затормозятся и подцепятся и которая тоже нестабильна - в конце концов газ должен стать опять нейтральным.
И это видно уже в текущем приближении. Более того в случае ионов, чтобы это было эффективно, надо чтобы концентрация их была на четыре порядка больше чем электронов. Мы же эту плазму и собираемся конструировать - на что будем рассчитывать?

Shurik> Мы здесь сейчас пытаемся выяснить - можно ли отбросить ионы из рассмотрения в нашем первом приближении(к задаче ).
Shurik> Пока совершенно неясно.
В свете вышеописанного - вполне ясно

yacc> С точки зрения последнего интересна только концентрация электронов,
Shurik>Здрасьте, приехали. Где же обоснования-то этого вывода?
А как с прочтением предложений до конца? Вырывая фразы из контекста можно к чему угодно придраться...

Shurik> Правильно. Частота их столкновений с нейтральными молекулами будет на несколько порядков больше, чем с +ионами (зависит от степени ионизации, вспоминаем про ионосферу - вот в чём одна из главных разниц). Учитывая упоминавшиеся мной особенности химии наших двух основных элементов(хороший окислитель с выдающимся восстановителем очень дружат), при столкновениях электронов с молекулами воздуха часто(очень) будут образовываться отрицательные ионы.
Shurik> А вот рекомбинация электронов с +ионами будет крайне редкой в сравнении с этим эффектом в наших условиях(предполагается, и это справедливо - что у нас степень ионизации очень невелика) - нейтральные молекулы очень мешают такой встрече.
Shurik> Собственно это же сказано и в первой упомянутой работе. Только вывод там из этого не вполне корректный.
Самое неправильно делать вывод на основе факта существования более общих условий в природе по неизвестной теме Если вы физику электродинамику плазмы на уровне происходящих там процессов не знаете - как вы можете сказать корректен ли вывод или нет и что можно отбросить, а что нет?

Shurik> Это-то(столкновения электронов) нас с какой точки зрения тут интересуют??
Дойдем - поймете

Shurik> На самом деле не так уж НЕ важно каких. Там будут в том числе и протоны(которые при ионизации берутся из обычной воды), ионизованные атомы азота/кислорода, ионизованные их же молекулы, разные комплексы вроде O2-.N2 и т.д ...
Shurik> Т.е будет целый спектр ионов с массами ~ от 2*10**3 до 10**5 электрона.
Shurik> От конкретного распределения в этом спектре зависит очень много даже в этом нашем первом шаге.
Что важно? Химический состав? Зачем? То, что они минимум на три порядка больше по массе электронов и так видно.

Shurik> Если учесть протоны, то может быть и намного больше.
А протоны откуда??? Откуда столько энергии? Давайте тогда уже не мелочиться и еще нейтрино, нейтроны и все элементарные частицы вспомним...

Shurik> Я же, будучи всего-лишь студентом, обязался попытаться разобраться в ваших выкладках и рассчётах, и согласиться с результатами, если они не вызовут явных недоумений
Так хотя бы немного анализируйте полученные результаты

yacc>> и область частот, где диэлектрическая проницаемость станет нулевой или отрицательной сместится в область низких частот ( даже беглый взгляд говорит, что это смещение будет пропорционально отношению масс иона и электрона - т.е 4-5 порядков ) и станет нам совершенно неинтересной ( т.е. недостижимой для волны в 3см в случае бесстолкновительной плазмы ) - вам это интересно получить?
Shurik> А вот тут стало как раз очень интересно.
Shurik> Помните наши обсуждения про массу покоя электрона? Мы тогда пришли к согласию, что она не мешает и при дл. волны <1мкм(это как максимум). Умножаем на 4.5 порядка(тоже как максимум, см. выше про ионы), и получаем, что в самом крайнем случае масса ионов начнёт мешать на дл.волны < 3см.
Вы забыли учесть концентрацию. Т.е. чтобы масса ионов начала мешать на приведенной вами частоте, то их количество должно быть таким же как в металле - формула явно об этом говорит.

Shurik>> Но, общая тенденция, как вы уже заметили - в пользу ионов, с уменьшением высоты. В три раза это соотношение увеличится на 15 километрах, или в тысячу раз, я не скажу - сам не знаю.
yacc> Таак... Придется учить логике

Вот это правильно. Начинать надо с простого.

yacc> Во первых, там ничего не сказано, что именно ионы создают поглощение, рассеивание и отражение.

Там не сказано и то, что именно электроны всё это создают.
Зато там сказано, что отрицательные ионы, ... определяют многие свойства области D ... , появляются именно в нижних слоях, и концентрация их растёт с уменьшением высоты.

yacc> Далее. А как образуются отрицательные ионы. Ответ - а вот так:
yacc> 404 Page Not Found
yacc> Какой вывод из этого можно сделать - очень простой. Электрон должен потерять свою энергию чтобы его могла подхватить молекула и образовать отрицательный ион.
yacc> Это первое.

И что вас тут смущает?
Летит электрон 250кЭв, рождает по дороге 10000 свободных электронов с широким спектром энергий, причём со временем(довольно быстро) энергии порождённых электронов уменьшаются до тепловых. Электроны в процессе всего этого очень часто сталкиваются с разными молекулами, молекулы(/атомы) эти - хорошие окислители(т.е склонны к присоединению электронов на те самые упомянутые ниже вакантные орбитали) - условия для рождения отрицательных ионов просто идеальные.

"Для образования отрицательных ионов из нейтральных молекул в газовой фазе основным требованием является наличие низкоэнергетических электронов (обычно с энергиями в пределах 0 - 15 эВ). Присоединяются к молекуле только те электроны, энергии которых близко совпадают с некими энергетическими характеристиками молекул, ассоциирующимися с энергиями незанятых молекулярных орбиталей или же переходов между ними. Этот феномен называется резонансным захватом электронов (РЗЭ). Молекула с добавочным электроном - молекулярный отрицательный ион – может за короткое время (~ 10-12–10-6 с) самопроизвольно выбросить электрон (автоотщепить его) или распасться (диссоциировать) на отрицательно заряженный и нейтральный фрагменты, причем строго следуя определенным правилам отбора.

Я вам всё это сразу сказал(обратите внимание на курсив), а вы теперь выдаете за некое откровение.

>Второе - если у нас среда теперь состоит только из ионов ( количество электронов ничтожно малое ) - то частота, когда диэлектрическая проницаемость становится отрицательной, резко падает и ловить уже нечего.

Это уже начинает напоминать известное произведение про Белого Бычка...
Ещё раз спрашиваю -
Как именно резко? В чём выражается "ловить нечего" количественно?
Рассуждения всё так же беспредметны...

yacc> Итого - либо мы рассчитываем требуемую ионизацию по количеству электронов и она наступает сразу после действия пучка скоростных электронов, которые выбивают электроны из атомов нейтральных молекул, но другие нейтральные молекулы подхватить до их торможения не в состоянии, либо мы ориентируемся на ионы и такая конфигурация наступает позже, спустя время, когда выбитые электроны затормозятся и подцепятся

Ни то, ни другое. Оба процесса идут одновременно. Откуда у вас тут берётся "либо" совершенно непонятно.
Непрерывно генерируется(нашим пучком) плазма из положительных ионов и электронов и непрерывно(в это же самое время) её характеристики изменяются за счет рождения отрицательных ионов, перераспределения их по видам, рекомбинации и ещё много чего...

>и которая тоже нестабильна - в конце концов газ должен стать опять нейтральным.

Вот именно. Плазма нестационарная. Только время рекомбинации тут, как мы уже выяснили, много больше времени рождения отрицательных ионов.

yacc> И это видно уже в текущем приближении. Более того в случае ионов, чтобы это было эффективно, надо чтобы концентрация их была на четыре порядка больше чем электронов.

Может хватить уже и трёх. Всё зависит от конкретного распределения ионов по массам.

Shurik>> Мы здесь сейчас пытаемся выяснить - можно ли отбросить ионы из рассмотрения в нашем первом приближении(к задаче ).
Shurik>> Пока совершенно неясно.
yacc> В свете вышеописанного - вполне ясно

Видимо я опять чего-то упустил... покажите где в нашем тексте есть обоснование того, что ионы можно отбросить?

Shurik>>Здрасьте, приехали. Где же обоснования-то этого вывода?
yacc> А как с прочтением предложений до конца? Вырывая фразы из контекста можно к чему угодно придраться...

Да ни к чему я не придираюсь... просто не вижу строгого обоснования.
Ну, покажите же его наконец! Цитаты из текста, или переформулируйте ещё раз, как вам удобнее... Только что бы убедительно было показано, что ионы в нашем случае несущественны.

yacc> Самое неправильно делать вывод на основе факта существования более общих условий в природе по неизвестной теме

Каких общих условий, в какой природе? Не наводите тень на плетень:)
Я вам говорю про конкретный факт, что число ионов/электронов в нашей плазме будет на 9 порядков меньше, чем молекул(ну может на 8, может на 10) - соответственно столкновений электронов с ионами будет на столько же порядков меньше, чем с молекулами.
Соответственно рекомбинация будет идти на много порядков медленнее, чем образование отрицательных ионов.

>Если вы физику электродинамику плазмы на уровне происходящих там процессов не знаете - как вы можете сказать корректен ли вывод или нет и что можно отбросить, а что нет?

Боже упаси! Не могу я этого сказать. Может быть и можно что-то отбросить... а что-то может и никак нельзя... Не знаю. Поэтому и ставлю этот вопрос.
А вот вы не имея ни малейших данных о параметрах этой плазмы, ничтоже сумняшеся сходу отбрасываете то, что вам неудобно.
Ненаучно.

yacc> Дойдем - поймете

Ну, подождём.

yacc> Что важно? Химический состав?

Да уж который раз говорю... - спектр плотностей ионов по массам.

>Зачем? То, что они минимум на три порядка больше по массе электронов и так видно.

Ну, а если их на три порядка больше по количеству? Или на четыре?
Мы про это уже в третий или в четвёртый раз... в тех же выражениях... ну, нельзя же так...

yacc> А протоны откуда???
>Откуда столько энергии?

Энергия ионизации водорода тоже ~13Эв. Энергия связи в молекуле воды того же порядка(даже несколько меньше должна быть). Теперь понимаете?

>Давайте тогда уже не мелочиться и еще нейтрино, нейтроны и все элементарные частицы вспомним...

Это ваша идея

yacc> Так хотя бы немного анализируйте полученные результаты

Результатов пока нет, что и понятно - мы только начали.
Анализировать мы сейчас пытаемся сомнительные предположения и допущения.

Shurik>> Помните наши обсуждения про массу покоя электрона? Мы тогда пришли к согласию, что она не мешает и при дл. волны <1мкм(это как максимум). Умножаем на 4.5 порядка(тоже как максимум, см. выше про ионы), и получаем, что в самом крайнем случае масса ионов начнёт мешать на дл.волны < 3см.
yacc> Вы забыли учесть концентрацию. Т.е. чтобы масса ионов начала мешать на приведенной вами частоте, то их количество должно быть таким же как в металле - формула явно об этом говорит.

Помилосердтсвуйте, профессор!..Это вы забыли.
Вот ваш текст:
"yacc&gt;&gt; и область частот, где диэлектрическая проницаемость станет нулевой или отрицательной сместится в область низких частот ( даже беглый взгляд говорит, что это смещение будет пропорционально отношению масс иона и электрона - т.е 4-5 порядков )
Я вам на это и ответил. Студенту простительно
Теперь нам осталось ещё вспомнить, что в металлах толщина слоя свободных электронов, участвующего в переизлучении видимого света составляет не более 1мкм, серебро/алюминий вполне нормально отражают ЭМ волны вплоть до 0.1мкм, прикинуть количество ионов на пути нашей волны и, пересчитав всё это дело, получить ориентировочное значение "критической частоты" для нашего случая.

Shurik> Там не сказано и то, что именно электроны всё это создают.
Shurik> Зато там сказано, что отрицательные ионы, ... определяют многие свойства области D ... , появляются именно в нижних слоях, и концентрация их растёт с уменьшением высоты.
Зато это сказано практически во всех книгах по электродинамике ионосферной плазмы - могли бы меня и проверить слегка пробежавшись по ним. Наличие ионов может сказываться на количестве и динамике электронов и в этом их существенный вклад, но вклад ионов как заряженных частиц, колеблющихся под действием электрического поля незначителен.

Shurik> И что вас тут смущает?
Shurik> Летит электрон 250кЭв, рождает по дороге 10000 свободных электронов с широким спектром энергий, причём со временем(довольно быстро) энергии порождённых электронов уменьшаются до тепловых. Электроны в процессе всего этого очень часто сталкиваются с разными молекулами, молекулы(/атомы) эти - хорошие окислители(т.е склонны к присоединению электронов на те самые упомянутые ниже вакантные орбитали) - условия для рождения отрицательных ионов просто идеальные.
Но сначала будут эти 10000 свободных электронов, а ионы появятся позже. Даже если после того, как все эти 10000 присоеденятся и образуют ионы тем не менее летящие быстрые электроны опять будут рождать 10000 свободных электронов на фоне уже имеющихся 10000 отрицательных ионов и более того запросто будут их выбивать из образованных отрицательных ионов ( которые им тоже встретятся по пути ). Но электроны появятся первыми.


Shurik> Это уже начинает напоминать известное произведение про Белого Бычка...
Shurik> Ещё раз спрашиваю -
Shurik> Как именно резко? В чём выражается "ловить нечего" количественно?
Shurik> Рассуждения всё так же беспредметны...
Чуть ниже объясню


Shurik> Может хватить уже и трёх. Всё зависит от конкретного распределения ионов по массам.
Сейчас и с этим разберемся...

Shurik> Энергия ионизации водорода тоже ~13Эв. Энергия связи в молекуле воды того же порядка(даже несколько меньше должна быть). Теперь понимаете?
Таак.. а мы где плазму получаем - в водородной атмосфере или в насыщенном водяном паре? Каков у нас состав атмосферы или я по наивности думаю, что где-то 70% это азот, потом где-то 20% кислород, потом углекислый газ и на несколько процентов остается всего остального? А сколько требуется энергии чтобы выбить протон из кислорода или азота ( которые львиную долю составляют )? И более того, протон, конечно, не ион, но тем не менее на три порядка тяжелее электрона.

Shurik> Помилосердтсвуйте, профессор!..Это вы забыли.
Shurik> Вот ваш текст:
"yacc&gt;&gt;&gt; и область частот, где диэлектрическая проницаемость станет нулевой или отрицательной сместится в область низких частот ( даже беглый взгляд говорит, что это смещение будет пропорционально отношению масс иона и электрона - т.е 4-5 порядков )
Shurik> Я вам на это и ответил. Студенту простительно
Студенту простительно не посмотреть на формулу чтобы понять что имелось ввиду при одинаковых концентрациях и не увидев это в словесных высказываниях смело сделать вывод а потом придраться? Мы формулы анализируем или в адвокатов играем?

Shurik> Теперь нам осталось ещё вспомнить, что в металлах толщина слоя свободных электронов, участвующего в переизлучении видимого света составляет около 1мкм, серебро/алюминий вполне нормально отражают ЭМ волны вплоть до 0.1мкм, прикинуть количество ионов на пути нашей волны и, пересчитав всё это дело, получить ориентировочное значение "критической частоты" для нашего случая.
А вам это сделать сложно - формула же есть?
Ну если так лениво, то смотрите:
epsilon = 1 - 8.06*10⁷ * N/ f²
Нам интересны только порядки величин посему упрощаем:
epsilon = 1 - 10⁷ * N/ f²
и считаем с точностью до порядков.
металлы: N = 10²² следовательно f, когда epsilon<0 должна быть порядка 10¹⁵ Гц или
10⁹ Мгц ( 300 Мгц это примерно длина волны в 1м ) т.е. порядка 10^(-7) м или сотни нанометров ( про что вы и говорите ).

Возьмем нижный слой E - степень ионизации порядка 10^-11 Т.е. ионов/электронов в 10¹¹ раз меньше чем молекул, т.е. N = 10⁶ тогда f = 10⁷ Гц или 10 Мгц или 30 метров. Уменьшаем частоту на 4 порядка - 300 км или длинные волны.

И... обратим внимание на еще один факт:
металлы: N = 10²² т.е. среднее расстояние м-ду частицами = 1 делить на корень кубический из этой величины, т.е. грубо 10^-7 см (я приводил данные в системе СГС ) или 10^-9 м или нанометр - даже если частицы расположены в один слой то на длине волны в 0.1 мкм располагается 100 частиц. Для плазмы с N = 10⁶ такое расстояние будет в 0.1 мм, а для самого разряженного случая N = 10³ - 0.1 см - та цифра, которую я приводил.

Теперь понятно почему сравнение некорректное?

Тепрь про ионы и их массовый спектр. Формулу для epsilon можно представить в таком упрощенном виде:
epsilon = 1 - ( А /f² ) * ( N + ( N_отр_1/M_отр_1 + ... + N_отр_k/M_отр_k ) - ( N_пол_1/M_пол_1 + ... + N_пол_m/M_пол_m ) )
где А - некоторая константа, f - частота, N - концентрация электронов,
N_отр_1 ... N_отр_k - концентрации отрицательных ионов
M_отр_1 ... M_отр_k - массы отрицательных ионов ( в массах электрона )
N_пол_1 ... N_пол_k - концентрации положительных ионов
M_пол_1 ... M_пол_k - массы положительных ионов ( в массах электрона )
или обобщенно это можно представить в таком виде

epsilon = 1 - ( А /f² ) * ( N + N_отр_эфф - N_пол_эфф )
Где N_отр_эфф и N_пол_эфф некоторые эффективные ( пересчитанные по отношению к массе электрона ) концентрации отрицательных и положительных ионов.
С учетом разницы масс слагаемые N_отр_эфф и N_пол_эфф будут минимум на три порядка меньше чем N при одинаковых значениях концентрации для частиц.
Или решим это уравнение относительно f для условия epsilon < 0
получится:
f < sqrt ( A * ( N + N_отр_эфф - N_пол_эфф ) ) т.е. частота, ниже которой начнется поглощение.
Что видно из этой формулы - пока величина слагаемых N_отр_эфф и N_пол_эфф на порядки меньше N на их вклад можно вообще забить ( это десятые-сотые доли процента ). Как только они начинают быть совместимы, то их уже надо учитывать.
Но! Уменьшение N и возрастание N_отр_эфф и N_пол_эфф происходит связанно, т.е. в идеальном случае сначала было 1000 электронов и 1000 положительных ионов, потом станет 1000 отрицательных ионов и 1000 положительных ионов. Т.е. если мы одним ипульсом выбили электроны, а потом никаких импульсов не делали и ждали появления отрицательных ионов, то новых отрицательных и положительных ионов из ниоткуда не появится. И для этого случая частота будет на три порядка ниже ( что явно следует из формулы ).
Итого: после короткого импульсного воздействия пучком мы имеем:
-в течении времени Т1 у нас преобладают электроны и частота поглощения f1
которая уменьшается со скоростью уменьшения электронной концентрации
-в течении времени Т2 ( когда концентрация электронов сильно уменьшилась, так что слагаемые с ионами стали соизмеримы ) у нас учитывается и то и другое, при этом частота f2 на пару порядков ниже частоты f1.
-в течении времени Т3 уже основную роль играют ионы и частота f3 при этом где-то ниже/порядка f2
- на момент времени Т4 релаксации ионов опять имеем нормальную нейтральную атмосферу с очень низкой ( так, что можно не принимать во внимание ) ионизацией.
Так понятнее?
Остается неизвестными времена Т1-Т4, точнее Т1 как раз можно оценить ( по данным в статье - остальные времена они почему-то решили не приводить, считая их несущественными на фоне достаточного Т1 для ослабления импульса РЛС ).
И этого достаточно ( оценок времени в статье ), чтобы сделать вывод что надо ориентироваться на электроны, а на ионы в такой формуле можно забить. Догадайтесь почему.

yacc> Зато это сказано практически во всех книгах по электродинамике ионосферной плазмы - могли бы меня и проверить слегка пробежавшись по ним.

Согласитесь, что для студента это некоторым образом противоестественно - проверять таким способом профессора Профессор-то сам ещё по всем этим книгам на текущий момент, даже бегло, не успел пробежаться. Ссылка-то ваша.
Опять же... в десятый раз - у нас НЕ ионосфера. А скорее наоборот - нечто промежуточное между тропосферой и стратосферой. И вообще параметры её неизвестны.
А в пятый раз - повторяю про всю ту же тенденцию в ионосфере с уменьшением высоты. С чего бы это? И какова вероятная тенденция с дальнейшим уменьшением высоты?

> Наличие ионов может сказываться на количестве и динамике электронов и в этом их существенный вклад, но вклад ионов как заряженных частиц, колеблющихся под действием электрического поля незначителен.

В седьмой раз...
- основания для этого вывода в наших условиях??...

yacc> Но сначала будут эти 10000 свободных электронов, а ионы появятся позже.

Да не сначала, и не "позже" а в процессе. Процесс у нас непрерывный.

>Даже если после того, как все эти 10000 присоеденятся и образуют ионы тем не менее летящие быстрые электроны опять будут рождать 10000 свободных электронов на фоне уже имеющихся 10000 отрицательных ионов

Опуская эти "сначала" и "позже"(см. чуть выше), вопрос в относительной скорости этих процессов. Если вы и дальше будете делать вид, что не понимаете, то придётся мне ещё один раз объяснять, что пока за заданный промежуток времени (ну, например 1мкс, что бы было понятнее) у нас рождается n электронов, за то же самое время у нас же 0.999n электронов превращаются в отрицательные ионы(прилепляются к молекулам и атомам). Результатом этого процесса будет некоторое динамическое равновесие, где будет 1 электрон на 1000 ионов(эти цифры конечно к примеру), и соотношение это будет определяться соотношением скоростей процессов.

>и более того запросто будут их выбивать из образованных отрицательных ионов ( которые им тоже встретятся по пути ).

Слушайте... ну не издевайтесь надо мной беззащитным...
И не смешите людей
У нас этих отрицательных ионов(как и положительных) то-ли 10**(-7), то-ли 10**(-11)...
Cколько же при этом один наш электрон(из пучка) выбьет вторичных электронов из отрицательных ионов(и какова будет их потеря от упомянутого эффекта ), если нейтральных молекул ему по пути встречается 10**0 ???
Вы опять шутить изволите...

yacc> Таак.. а мы где плазму получаем - в водородной атмосфере или в насыщенном водяном паре?

Влажность воздуха тут конечно необходимо учитывать.

>Каков у нас состав атмосферы или я по наивности думаю, что где-то 70% это азот, потом где-то 20% кислород,

Тут вы наконец угадали хотя и не совсем точно.

>потом углекислый газ и на несколько процентов остается всего остального?

Здесь уже ошиблись опять сильно - потом 1% аргона, а СО2 ~0.03%.
Да, так вот - насыщенного водяного пара там будет примерно
0.2% по массе. Делим на 2, потому что в воздухе он не всегда насыщенный, потом умножаем на 2 потому что в молекуле воды два атома водорода - и получаем примерно 10**(-3) концентрацию атомов водорода в воздухе. Это не считая метана, которого я тоже точно не знаю сколько.
(на самом деле несколько больше, потому что вода всё-же полегче воздуха).
По моему скромному мнению эти протоны стоит учитывать как ввиду малой массы, так и по причине неизвестной нам пока динамики образования разных видов ионов в нашем процессе.

>А сколько требуется энергии чтобы выбить протон из кислорода или азота ( которые львиную долю составляют )?

Лично меня в данном случае это не интересует.

>И более того, протон, конечно, не ион,

Протон - самый настоящий ион, да ещё какой!

yacc> Студенту простительно не посмотреть на формулу чтобы понять что имелось ввиду при одинаковых концентрациях и не увидев это в словесных высказываниях смело сделать вывод а потом придраться?

Я на ваш пост ответил(извините уж, не удержался ... вы же аргумент привели - азарт... вот и опроверг...: ) ), тем более, что то, что имелось в виду уже раза два до этого обсуждалось..

>Мы формулы анализируем или в адвокатов играем?

Пока ещё не формулы, а исходные условия. (я на этом настаиваю)
А вы избрали такую линию, что все время скатываетесь к роли подозреваемого... Я ей-богу не виноват.

Shurik>> Теперь нам осталось ещё вспомнить, что в металлах толщина слоя свободных электронов, участвующего в переизлучении видимого света составляет около 1мкм, серебро/алюминий вполне нормально отражают ЭМ волны вплоть до 0.1мкм, прикинуть количество ионов на пути нашей волны и, пересчитав всё это дело, получить ориентировочное значение "критической частоты" для нашего случая.
yacc> А вам это сделать сложно - формула же есть?

Тут с самого начала было(и осталось) две существенные проблемы.
1. Усреднённая масса ионов ?
2. Концентрация ионов/"толщина" нашей области ??
По вашим формулам этого ну никак не определишь...

Вот вы как эти величины учитывали в своих прикидках?

yacc> Ну если так лениво, то смотрите:
yacc> epsilon = 1 - 8.06*10⁷ * N/ f²
yacc> Нам интересны только порядки величин посему упрощаем:
yacc> epsilon = 1 - 10⁷ * N/ f²
yacc> и считаем с точностью до порядков.
yacc> металлы: N = 10²² следовательно f, когда epsilon<0 должна быть порядка 10¹⁵ Гц или
yacc> 10⁹ Мгц ( 300 Мгц это примерно длина волны в 1м ) т.е. порядка 10^(-7) м или сотни нанометров ( про что вы и говорите ).

Ну, на этом сошлись - уже хорошо для начала. Хоть про электроны в металлах договорились.

yacc> Возьмем нижный слой E - степень ионизации порядка 10^-11 Т.е. ионов/электронов в 10¹¹ раз меньше чем молекул, т.е. N = 10⁶
>тогда f = 10⁷ Гц или 10 Мгц или 30 метров. Уменьшаем частоту на 4 порядка - 300 км или длинные волны.

Ну, посчитали вы некую частоту для слоя E ионосферы(в ночных условиях, как я понял из концентрации электронов).
Результат получился воообще ни на что не похожий..... 300км, это уже не длинные, это уже ОЧЕНЬ сверхдлинные волны.
Это частота, извините 1кГц.....
При чём тут ионосфера вообще и слой E в частности... одному богу изестно
И как теперь от этого переходить к нашему вопросу?...
И к чему вообще это?..

yacc> И... обратим внимание на еще один факт:
yacc> металлы: N = 10²² т.е. среднее расстояние м-ду частицами = 1 делить на корень кубический из этой величины, т.е. грубо 10^-7 см (я приводил данные в системе СГС ) или 10^-9 м или нанометр - даже если частицы расположены в один слой то на длине волны в 0.1 мкм располагается 100 частиц. Для плазмы с N = 10⁶ такое расстояние будет в 0.1 мм, а для самого разряженного случая N = 10³ - 0.1 см - та цифра, которую я приводил.
yacc> Теперь понятно почему сравнение некорректное?

Да корректное оно. В некотором приближении конечно, но его уж хватит. У нас и волны на шесть порядков длиннее, и интересует нас не отражение, а поглощение и рассеивание.

yacc> Тепрь про ионы и их массовый спектр. Формулу для epsilon можно представить в таком упрощенном виде:
yacc> epsilon = 1 - ( А /f² ) * ( N + ( N_отр_1/M_отр_1 + ... + N_отр_k/M_отр_k ) - ( N_пол_1/M_пол_1 + ... + N_пол_m/M_пол_m ) )
yacc> где А - некоторая константа, f - частота, N - концентрация электронов,
yacc> N_отр_1 ... N_отр_k - концентрации отрицательных ионов
yacc> M_отр_1 ... M_отр_k - массы отрицательных ионов ( в массах электрона )
yacc> N_пол_1 ... N_пол_k - концентрации положительных ионов
yacc> M_пол_1 ... M_пол_k - массы положительных ионов ( в массах электрона )
yacc> или обобщенно это можно представить в таком виде
yacc> epsilon = 1 - ( А /f² ) * ( N + N_отр_эфф - N_пол_эфф )
yacc> Где N_отр_эфф и N_пол_эфф некоторые эффективные ( пересчитанные по отношению к массе электрона ) концентрации отрицательных и положительных ионов.
yacc> С учетом разницы масс слагаемые N_отр_эфф и N_пол_эфф будут минимум на три порядка меньше чем N при одинаковых значениях концентрации для частиц.

Стоило писать так много, что бы сказать, что масса средневзвешенного иона будет на как минимум на три порядка больше, чем электрона? Это и так понятно.

yacc> Или решим это уравнение относительно f для условия epsilon < 0
yacc> получится:
yacc> f < sqrt ( A * ( N + N_отр_эфф - N_пол_эфф ) ) т.е. частота, ниже которой начнется поглощение.
yacc> Что видно из этой формулы - пока величина слагаемых N_отр_эфф и N_пол_эфф на порядки меньше N на их вклад можно вообще забить ( это десятые-сотые доли процента ). Как только они начинают быть совместимы, то их уже надо учитывать.

И про это уже несколько раз говорили.

yacc> Но! Уменьшение N и возрастание N_отр_эфф и N_пол_эфф происходит связанно, т.е. в идеальном случае сначала было 1000 электронов и 1000 положительных ионов, потом станет 1000 отрицательных ионов и 1000 положительных ионов. Т.е. если мы одним ипульсом выбили электроны, а потом никаких импульсов не делали и ждали появления отрицательных ионов, то новых отрицательных и положительных ионов из ниоткуда не появится. И для этого случая частота будет на три порядка ниже ( что явно следует из формулы ).

Слава богу... наконец есть с чем согласиться
Всё примерно так и будет.
Но так и остался(и ещё долго будет) первоначальный вопрос - а как бы повела себя эта наша плазма - будь она чисто поровну ионно-электронной? То есть, иными словами - а на три порядка ниже чего будет эта частота??

yacc> Итого: после короткого импульсного воздействия пучком мы имеем:
yacc> -в течении времени Т1 у нас преобладают электроны и частота поглощения f1

Не забывайте, что период следования импульсов у нас << времени рекомбинации и >> времени рождения -ионов. Про перегруппировки по типам ионов неизвестно.

yacc> которая уменьшается со скоростью уменьшения электронной концентрации
yacc> -в течении времени Т2 ( когда концентрация электронов сильно уменьшилась, так что слагаемые с ионами стали соизмеримы ) у нас учитывается и то и другое, при этом частота f2 на пару порядков ниже частоты f1.
yacc> -в течении времени Т3 уже основную роль играют ионы и частота f3 при этом где-то ниже/порядка f2
yacc> - на момент времени Т4 релаксации ионов опять имеем нормальную нейтральную атмосферу с очень низкой ( так, что можно не принимать во внимание ) ионизацией.

Вы опять забыли очень существенное обстоятельство.
Задолго до полной рекомбинации придёт следующий ионизирующий импульс. Соответственно вся ваша временная диаграмма оказывается тут совершенно ни к чему.
По-другому, проще говоря - импульсы приходят достаточно часто, что бы процесс усреднялся во времени. И соотношение концентраций ионов с электронами будет более-менее постоянным, определяясь только упоминавшейся выше интенсивностью процессов.
Кроме того, наш самолёт летит, и за все описанные вами Т1-Т4(если таковые всё-же имели бы реальный смысл) наша плазма сместится назад, где всё это уже не важно(тут правда имеет значение характерное время рекомбинации).

yacc> Так понятнее?

Как говорил тот доцент -
Студенты... ну такие тупые... Пять раз объяснял... Сам понял!
А они - никак...

>Догадайтесь почему.

Продолжаю попытки

Shurik> Опять же... в десятый раз - у нас НЕ ионосфера. А скорее наоборот - нечто промежуточное между тропосферой и стратосферой. И вообще параметры её неизвестны.
Shurik> А в пятый раз - повторяю про всю ту же тенденцию в ионосфере с уменьшением высоты. С чего бы это? И какова вероятная тенденция с дальнейшим уменьшением высоты?
Стратосфера и тропосфера - давно исследованы ( в пределах основных эффектов ) ибо тогда вы бы таких и названий не знали, а говорили об области определенных высот ( с неизвестным давлением и химиическим составом ). Ионосфера берется в пример по концентрации ионов и электронов и их соотношением с конецентрацией нейтральных частиц и не более того. Если мы не занимаемся химией, а занимаемся физикой применительно к элекродинамике нам только важны функции распределения этих величин и не более того ( в общем случае по пространственным координатам и времени ). Если мы занимаемся физикой, то химический состав металлического корпуса снаряда ( из какого металла он сделан - из латуни или из урана ) не интересен - нам нужна его масса для того, чтобы рассчитать дальность стрельбы в первом приближении ( т.е без учета сопротивления воздуха ).

Shurik> Да не сначала, и не "позже" а в процессе. Процесс у нас непрерывный.
Таак... В непрерывном? Тогда вообще все просто и очевидно ( если не очевидно - посмотрите на графики для времени жизни здесь: http://www.ioffe.rssi.ru/journals/jtf/2000/01/p139-142.pdf или что касается шаровой молнии ) - относительно трека можно условно разделить область радиально на четыре части - в первой ( малой ) будут преобладать электроны и положительные ионы ( основания для того, что это будут именно положительные ионы можете посмотреть в указанной статье ), во второй появятся отрицательные ионы ( когда скорости электронов снизятся до тепловых ) и будут присутсвовать и положительные ионы и электроны ( но последние в явно меньшей концентрации ) , в третьей электронов практически не останется - только ионы и в четвертой это все будет плавно переходить в нейтралный воздух.
Теперь вопрос к вам - пусть объем области где еще присутсвуют электроны составляет 1/1000 от объема где присутсвуют по большинству ионы, то какую концентрацию каких частиц мы принимаем в качестве отправной точки для рассчета по требуемой частоте и почему? Я не говорю как на самом деле - я это постулирую ( как пример ). Спектр масс в области ионов распределяется от где-то 1000 массы электрона ( протон ) до 10⁶ - 10⁷ ( тяжелые молекулы ) но среднее можно определить по массам ионов кислорода или азота ( отрицательный и положительный, их атомные массы отличаются не так чтобы значительно ) ибо они составляют 99% химического состава атмосферы. Облака и прочие макрообразования не учитываем.

Shurik> Ну, посчитали вы некую частоту для слоя E ионосферы(в ночных условиях, как я понял из концентрации электронов).
Shurik> Результат получился воообще ни на что не похожий..... 300км, это уже не длинные, это уже ОЧЕНЬ сверхдлинные волны.
Shurik> Это частота, извините 1кГц.....
По электронным частотам я как раз вписался в диапазон радиосвязи - это вы специально не заметили?

Shurik> При чём тут ионосфера вообще и слой E в частности... одному богу изестно
Shurik> И как теперь от этого переходить к нашему вопросу?...
Shurik> И к чему вообще это?..
Еще раз повторяю - там есть ионизация так же как и у нас ( точне у нас как там - только скорости процессов появления/исчезновения ионов/электронов другие и следовательно та концентрация, которая там может жить долго у нас долго не продержится ). Меняется концентрация - меняются частоты и эффекты, но сам принцип остается тем же. Если вы предлагается описывать распространение радиоволн в ионосфере и в треке ионизации гамма-излучением в атмосферном воздухе по разным формулам считая это разными явлениями - то это уже не физика и я вам помочь ничем не смогу - вам проще смотаться к конструкторам установки и посмотреть все в живую ( как-то эмпирически в этом разобравшись ). Ибо если "декларированному" верится, а формулам - нет, то тут я пас.

Shurik> Но так и остался(и ещё долго будет) первоначальный вопрос - а как бы повела себя эта наша плазма - будь она чисто поровну ионно-электронной? То есть, иными словами - а на три порядка ниже чего будет эта частота??
Блин! Подставьте в формулу сначала 1000 электронов и 1000 положительных ионов, а потом 1000 положительный ионов и 500 отрицательных ионов и 500 электронов и увидите, что на фоне электронов на ионы можно забить и считать, что в первом случае 1000 электронов, а во втором - 500. Т.е. относительно плазмы только из электронов и положительно заряженных ионов.
Алгебра и начало анализа - еще в школе проходится. Есть такая вещь как исследование функции - можете и график построить.

yacc> Стратосфера и тропосфера - давно исследованы ( в пределах основных эффектов ) ибо тогда вы бы таких и названий не знали, а говорили об области определенных высот ( с неизвестным давлением и химиическим составом ).

Вы в который раз забыли одну важную деталь.
Нас интересует ионизованная тропосфера/стратосфера. И если у вас имеются хоть давние, хоть свежие результаты исследований её в таком состоянии, лучше конечно от нашего источника ионизации - давайте, выкатывайте - можно будет двигаться дальше.

yacc>Ионосфера берется в пример по концентрации ионов и электронов и их соотношением с конецентрацией нейтральных частиц и не более того.

Ну вот к чему тут этот пример?
Наша искомая область радикально отличается от ионосферы и по плотности, и по темературе, и по химическому составу, и по степени ионизации, и по абсолютной концентрации и относительному составу заряженных частиц. При чем из всех этих параметров про нашу область нам вообще толком известна только общая плотность и химический состав исходного газа.

yacc>Если мы не занимаемся химией, а занимаемся физикой применительно к элекродинамике нам только важны функции распределения этих величин и не более того

Ну так. Только они нам важны(ну ещё температуры).
Но они нам неизвестны.
Поэтому для дальнейших занятий физикой нам их надо определить , для чего надо сначала серьёзно позаниматься в том числе и химией(либо найти неизвестные параметры в готовом виде, естественно из надёжного источника).

>Если мы занимаемся физикой, то химический состав металлического корпуса снаряда ( из какого металла он сделан - из латуни или из урана ) не интересен - нам нужна его масса для того, чтобы рассчитать дальность стрельбы в первом приближении ( т.е без учета сопротивления воздуха ).

Использование столь отдалённых аналогий свидетельствует о явном недостатке нормальных аргументов.
Да и аналогия некорректная. Попросту говоря - для определения дальности стрельбы без учёта сопротивления воздуха нам даже и его масса ни к чему - достаточно начальной скорости.
Если же привести эту аналогию в более адекватный для нашего случая вид, то вы пытаетесь прикинуть дальность полёта в пустоте некоего снаряда, про который известна только энергия метательного заряда(и всё) на основании дальности полёта винтовочной пули на уровне моря.
Понятно, что отклонение результатов этой прикидки от реальности может быть практически каким угодно в зависимости от конкретных значений неизвестных исходных условий.

yacc> Таак... В непрерывном? Тогда вообще все просто и очевидно ( если не очевидно - посмотрите на графики для времени жизни здесь: http://www.ioffe.rssi.ru/journals/jtf/2000/01/p139-142.pdf

Ну, раз просто, то давайте результирующие графики распределения концентрации всех заряженных частиц в нашей плазме от времени и расстояния до источника, скажем, от 0 до 10мс и от 0 до 3м - и пойдём дальше.
А вот в указанной работе графиков времени жизни зар. частиц нету. Там приведены графики для объёма конкретного трека, а не по всему объёму ионизируемого газа. Так же советую обратить внимание на фразу "Только через 10-7s трек размывается, и образовавшиеся в нем ионы перемешиваются с основным объемом неионизированного воздуха...". Т.е. после окончания области определения аргументов тех графиков(50нс и 2мкм) - для нас всё ещё только начинается.

yacc>- относительно трека можно условно разделить область радиально на четыре части - в первой ( малой ) будут преобладать электроны и положительные ионы ( основания для того, что это будут именно положительные ионы можете посмотреть в указанной статье ), во второй появятся отрицательные ионы ( когда скорости электронов снизятся до тепловых ) и будут присутсвовать и положительные ионы и электроны ( но последние в явно меньшей концентрации ) , в третьей электронов практически не останется - только ионы и в четвертой это все будет плавно переходить в нейтралный воздух.

Я про всё это толкую уж который день подряд...
(только там в действительности всё будет несколько сложнее - ионы ещё будут в процессе претерпевать многостадийные взаимные превращения)
А для того, что бы убедиться, что в первичной ионизации рождаются именно электроны и положительные ионы, вовсе не требуется изучать научные труды
Только вот незадача... нам пока так и не удалось даже приблизительно оценить пространственные плотности зар.частиц по видам в зависимости от времени и расстояния. Боюсь, что и сейчас вам это будет не так просто как кажется.

yacc> Теперь вопрос к вам - пусть объем области где еще присутсвуют электроны составляет 1/1000 от объема где присутсвуют по большинству ионы,

Вы никак не хотите понять, что не будет реально такого объема. Ни того, ни другого.
Есть ионизирующий импульс, который распространяется в пределах всей нашей области сразу(за десятки нс), и длится около 1мкс.
Поэтому вместо того, что вы сказали, будет по всему объему некоторое ВРЕМЯ, в течение которого концентрация электронов будет сравнима с концентрацией ионов. И оно, в силу обстоятельств о которых мы уже, слава богу, согласились, будет очень малым. В вашей нотации - 1/1000 от общего времени. И будет усредняться - хотя бы потому, что из тысячи зондирующих импульсов в среднем только один будет "натыкаться" на повышенную электронную концентрацию(но не только поэтому).

>то какую концентрацию каких частиц мы принимаем в качестве отправной точки для рассчета по требуемой частоте и почему?

Отвечаю - усреднённую. По изложенным выше причинам.
(Это упрощённо - на ваш вопрос, как он поставлен. На самом деле будет сложнее потому что динамика соотношения плотности всех этих зар.частиц между собой во времени зависит ещё и от степени ионизации, которая зависит в свою очередь и от расстояния источника и от времени.)

>Я не говорю как на самом деле - я это постулирую ( как пример ). Спектр масс в области ионов распределяется от где-то 1000 массы электрона ( протон ) до 10⁶ - 10⁷ ( тяжелые молекулы ) но среднее можно определить по массам ионов кислорода или азота ( отрицательный и положительный, их атомные массы отличаются не так чтобы значительно ) ибо они составляют 99% химического состава атмосферы. Облака и прочие макрообразования не учитываем.

Я бы всё-таки учитывал протоны, поскольку они легче в 15 раз даже атомарных O/N, и отношение их числа к другим ионам неясно(штука в данной атмосфере довольно живучая).

Shurik>> Это частота, извините 1кГц.....
yacc> По электронным частотам я как раз вписался в диапазон радиосвязи - это вы специально не заметили?

Так диапазон КВ радиосвязи опредеделяется отражением, а мы говорим про рассевание и поглощение. Так что не специально

yacc> Еще раз повторяю - там есть ионизация так же как и у нас ( точне у нас как там - только скорости процессов появления/исчезновения ионов/электронов другие и следовательно та концентрация, которая там может жить долго у нас долго не продержится ). Меняется концентрация - меняются частоты и эффекты, но сам принцип остается тем же.

Дык голый принцип нам ничего не дает, как я уже неоднократно говорил. Это получается как в известном анекдоте -
когда студент по биологии успел выучить только блоху.
Когда он вытащил билет с собакой, то сказал, что у собаки есть голова, хвост, 4 лапы и шерсть. А в шерсти водятся блохи... И стал развивать тему блохи.
Когда же профессор сказал ему тянуть другой билет, он выташил рыбу... но опять не растерялся - выдал про жабры, плавники, хвост. Кроме того у рыбы есть чешуя... а вот если бы у неё была шерсть, то там водились бы блохи...

>Если вы предлагается описывать распространение радиоволн в ионосфере и в треке ионизации гамма-излучением в атмосферном воздухе

Да не в треке! Трек рассасывается через 100нс.
(кстати, при гамма-ионизации никаких треков и не будет - будет объемная ионизация... да и ионизация у нас не гамма-... да и не альфа-, про которую речь в статье)(см. ссылку)

>по разным формулам считая это разными явлениями - то это уже не физика и я вам помочь ничем не смогу

О мейн-либер-гот... да когда же закончится этот разговор слепого с глухим...
Я ничего не имею против вашей формулы. Но
1.(и главное) Мы пока никак не определимся что именно в эту формулу будем подставлять.
2. Сама по себе эта формула не описывает исчерпывающе(да и приблизительно) рассматриваемый процесс.
3. Мат. модель требуемая для описания нашего процесса зависит от исходных параметров.

> - вам проще смотаться к конструкторам установки и посмотреть все в живую ( как-то эмпирически в этом разобравшись ).

Пока я остаюсь при мнении, что нам обоим это будет проще.

>Ибо если "декларированному" верится, а формулам - нет,

Что бы было ещё понятнее - я верю формуле I=U/R (закон Ома), но сильно усомнюсь в результатах полученных по ней для той же плазмы, полупроводников, электролитов или даже для тех же металлов при больших токах.

yacc> Блин! Подставьте в формулу сначала 1000 электронов и 1000 положительных ионов, а потом 1000 положительный ионов и 500 отрицательных ионов и 500 электронов и увидите, что на фоне электронов на ионы можно забить и считать, что в первом случае 1000 электронов, а во втором - 500. Т.е. относительно плазмы только из электронов и положительно заряженных ионов.

А можно еще подставить 100/1000, 10/1000 и тд...
Я спрашиваю не куда подставлять, а что и зачем?

yacc> Алгебра и начало анализа - еще в школе проходится. Есть такая вещь как исследование функции - можете и график построить.

И графики чего мы получим если будем подставлять в формулы абы-что от балды?

Shurik> Вы в который раз забыли одну важную деталь.
Shurik> Нас интересует ионизованная тропосфера/стратосфера. И если у вас имеются хоть давние, хоть свежие результаты исследований её в таком состоянии, лучше конечно от нашего источника ионизации - давайте, выкатывайте - можно будет двигаться дальше.
А уровень земли ( в статье про ионизацию радиацией ) - это, что? Не тропосфера? Что на высоте другого кроме температуры и плотности?

Shurik> Ну вот к чему тут этот пример?
Shurik> Наша искомая область радикально отличается от ионосферы и по плотности, и по темературе, и по химическому составу, и по степени ионизации, и по абсолютной концентрации и относительному составу заряженных частиц. При чем из всех этих параметров про нашу область нам вообще толком известна только общая плотность и химический состав исходного газа.
Радикально - это как? Аргоновая, ксеноновая, метановая? Слой Е - частично ионизирован, а не полностью.

Shurik> Ну так. Только они нам важны(ну ещё температуры).
Shurik> Но они нам неизвестны.
Shurik> Поэтому для дальнейших занятий физикой нам их надо определить , для чего надо сначала серьёзно позаниматься в том числе и химией(либо найти неизвестные параметры в готовом виде, естественно из надёжного источника).
Все параметры известны, а именно - ионизации изначально нет. Ее создавать требуется - выкачайте воздух из камеры в лаборатории, охладите камеру и будут такие же условия, как и на высоте.

Shurik> Понятно, что отклонение результатов этой прикидки от реальности может быть практически каким угодно в зависимости от конкретных значений неизвестных исходных условий.
Вторая итерация еще не наступила.

Shurik> Ну, раз просто, то давайте результирующие графики распределения концентрации всех заряженных частиц в нашей плазме от времени и расстояния до источника, скажем, от 0 до 10мс и от 0 до 3м - и пойдём дальше.
Откуда они у меня? Мне они не нужны - и так очевидно, что будет спадающая характеристика ( либо экспоненциальная, либо степенная с флуктуациями ). Да вы их нигде не найдете, максимум что найдете - это электронов, но вы признать, что именно их и надо считать упорно не хотите.

Shurik> А вот в указанной работе графиков времени жизни зар. частиц нету. Там приведены графики для объёма конкретного трека, а не по всему объёму ионизируемого газа. Так же советую обратить внимание на фразу "Только через 10-7s трек размывается, и образовавшиеся в нем ионы перемешиваются с основным объемом неионизированного воздуха...". Т.е. после окончания области определения аргументов тех графиков(50нс и 2мкм) - для нас всё ещё только начинается.
Зато там есть скорость убывания концентрации и этого для оценки более чем достаточно.
Если вы думаете, что я буду рассчитывать установку до мелочей то ошибаетесь - для того, чтобы сделать оценку этого не нужно и именно это я и просмотрел.

Shurik> Я про всё это толкую уж который день подряд...
Shurik> (только там в действительности всё будет несколько сложнее - ионы ещё будут в процессе претерпевать многостадийные взаимные превращения)
Shurik> А для того, что бы убедиться, что в первичной ионизации рождаются именно электроны и положительные ионы, вовсе не требуется изучать научные труды
Shurik> Только вот незадача... нам пока так и не удалось даже приблизительно оценить пространственные плотности зар.частиц по видам в зависимости от времени и расстояния. Боюсь, что и сейчас вам это будет не так просто как кажется.
Зачем вам всякое претерпевание ионов если вы не знаете как они влияют на ЭМВ в стационарном случае ( без изменения концентрации )?

Shurik> Вы никак не хотите понять, что не будет реально такого объема. Ни того, ни другого.
Shurik> Есть ионизирующий импульс, который распространяется в пределах всей нашей области сразу(за десятки нс), и длится около 1мкс.
Эта область будет складываться из элементарных треков от отдельных электронов, если не хотите разобраться что делает один электрон - вообще не поймете что произойдет.

Shurik> Поэтому вместо того, что вы сказали, будет по всему объему некоторое ВРЕМЯ, в течение которого концентрация электронов будет сравнима с концентрацией ионов. И оно, в силу обстоятельств о которых мы уже, слава богу, согласились, будет очень малым. В вашей нотации - 1/1000 от общего времени. И будет усредняться - хотя бы потому, что из тысячи зондирующих импульсов в среднем только один будет "натыкаться" на повышенную электронную концентрацию(но не только поэтому).
Это уже потом надо рассматривать - сколько выбросить электронов в ту или иную область, чтобы получить требуемую концентрацию - не сначала создать, а потом разбираться с тем, что получили, а сначала разобраться, а потом создать то, что требуется.

Shurik> Отвечаю - усреднённую. По изложенным выше причинам.
Shurik> (Это упрощённо - на ваш вопрос, как он поставлен. На самом деле будет сложнее потому что динамика соотношения плотности всех этих зар.частиц между собой во времени зависит ещё и от степени ионизации, которая зависит в свою очередь и от расстояния источника и от времени.)
Второй вопрос ниже.

Shurik>>> Это частота, извините 1кГц.....
yacc>> По электронным частотам я как раз вписался в диапазон радиосвязи - это вы специально не заметили?
Shurik> Так диапазон КВ радиосвязи опредеделяется отражением, а мы говорим про рассевание и поглощение. Так что не специально
А что происходит с р-волнами, которые на три-четыре порядка выше по частоте, чем частота отражения от ионосферы? И почему?

Shurik> Да не в треке! Трек рассасывается через 100нс.
Shurik> (кстати, при гамма-ионизации никаких треков и не будет - будет объемная ионизация... да и ионизация у нас не гамма-... да и не альфа-, про которую речь в статье)(см. ссылку)
В данном случае вполне достаточно, что альфа частица - это что-то порядка размера электрона, летит с энергией 5 МЭв, сталкивается с частицами и ионизирует их теряя при этом энергию. Электрон будет делать то же самое, только энергия и проходимый путь у него будет другим.

Shurik> 1.(и главное) Мы пока никак не определимся что именно в эту формулу будем подставлять.
Тоже, что и авторы статьи - концентрации и частоты.
Shurik> 2. Сама по себе эта формула не описывает исчерпывающе(да и приблизительно) рассматриваемый процесс.
Приблизительно - уже описывает.
Shurik> 3. Мат. модель требуемая для описания нашего процесса зависит от исходных параметров.
Тех самых концентрации. Точнее их величины надо выяснить по частотам, а потом задаться вопросом создания таких концентраций.

Shurik> Что бы было ещё понятнее - я верю формуле I=U/R (закон Ома), но сильно усомнюсь в результатах полученных по ней для той же плазмы, полупроводников, электролитов или даже для тех же металлов при больших токах.
А в каких границах и для каких конкретно материалов?

Shurik> Я спрашиваю не куда подставлять, а что и зачем?
Блин - частоту, чтобы получить концентрацию.

yacc> Не надо смешивать несколько задач в одну,

Напоминаю, что у нас одна конкретная задача.
(я спросил - вы взялись ответить)

Определить уменьшение ЭПР метровой алюминиевой сферы в среде воздуха ионизованного точечным импульсным источником электронов с энергией 250кэВ, средней мощностью 3кВт, длительностью импульса 1мкс, скважностью 300, с объёмным углом диаграммы направленности ~90град. на высоте 15 км.

И смешивать тут ничего конечно же не требуется.
А что бы решить нашу задачу надо -

1. Определить параметры плазменного образования.
(В частности характерные размеры, степень ионизации с распределением по характерному объёму и по видам заряженных частиц, температуру отдельных компонентов плазмы, возможно что-то ещё).

2. Исходя из результатов п.1 выбрать математическую модель для описания поведения ЭМ волн в данном плазменном образовании(оценивая возможные эффекты, учитывая существенные и отбрасывая несущественные).

3. Применить выбранную математическую модель к заданному объекту(определив поглощение, рассеивание, преломление на пути "туда" и "обратно").

Менять местами пункты никак невозможно.
Иначе получится подгонка исходных параметров под известную нам на данный момент формулу(что вы всё это время и пытаетесь делать), и результат соответствующий. Понятно, что все мы этим в тот или иной момент грешили - лабы-то все мы, бывало, делали по этому принципу , но тут хочется разобраться.

yacc> а именно:
yacc> 1. распространение радиоволн в ионизированной среде ( бесконечной и однородной )

Наши исходные условия уже заведомо не такие.
Даже ваши исходные с пресловутой ионосферой для КВ(а уж тем более для СВ и ДВ) не такие.

>решая эту задачу выясняется что происходит с радиоволнами и на каких частотах в зависимости от концентрации тех или иных элементов

Вы ещё не сказали про пространственное распределение этой относительной концентрации элементов. А она нам пока неизвестна и может быть самая разная. А на результат влияет радикально.

>и именно отсюда выводится понятие декремента затухания

А нас интересует далеко не только это, если мы хотим получить результат близкий к реальному.

yacc> 2. распространение радиоволн в средах с границе раздела со средой, которая решена в рамках первой задачи, произвольной формы ( граница раздела не обязательно должна четкой ) - классическая задача дифракции.

Видимо вы имели в виду рефракцию?

Да, так вот - здесь хотелось бы поподробнее. Подбор параметров однородной среды под требуемые характеристики я ещё как-то могу себе представить... хотя, честно говоря будет нелегко - учитывая всё выше нами изложенное... как вы будете подгонять соотношение концентраций заряженных частиц, если оно нам неизвестно и определяется независимой от нашей воли химией - ума не приложу. Но это ещё пол-беды... - что вы будете делать, когда по п.2 при решении "классической задачи" придётся ещё учитывать неизвестное пространственное распределение соотношения этих неизвестных концентраций? И всё это в общем виде.
Вы на хорошую докторскую замахнулись, и это не шутка.

yacc> 4. исследование кинетики конкретной среды, выяснение ее параметров

Вот это правильно! Только пунктом 1. (правда я бы сказал вместо "кинетики" - "динамики")
И совершенно очевидно - почему. Для нашей задачи гораздо проще(как обычно) найти частное решение, чем общее. Все попытки реализовать вашу методу будут приводить либо к классической лабе, либо к навороченной докторской. В наших условиях - сами понимаете, что нас ждёт Да и гипотетическому соискателю докторской степени не позавидуешь..

yacc> И только после этого идет конкретная задача

То есть вы хотите сделать общую теорию под нашу конкретную задачу и посредством оной задачу решить.
... Безумству храбрых, как говорится...
Ну, хоть докторская у вас будет в кармане. Но меня всё же смущает - почему вы не хотите избрать более простой(на порядки) путь?(хотя и он не так что бы очень прост)

>распространения в модели и выяснение параметров которые требуется создать для конкретной среды

Ещё раз(на всякий случай) - произвольно мы "создавать параметры среды" не можем.

>Вы еще не выяснили что будет в ионной среде, а уже требуете кинетику и ее химический состав.

Я снова очень извиняюсь, но прежде чем выяснять что будет в той или иной среде, сначала нужно выяснить именно её состав и параметры.
Потому что то, что нас интересует определяется именно характеристиками среды и никак не наоборот

>Если ионосферу за подобную среду не считают, то

Тут "если/то" не уместно, поскольку аналогия нашей плазмы с ионосферой весьма неопределённая(примерно как ваша предыдущая про снаряд).

> может сначала выяснить можем ли мы вообще поглощать радиоволны и на каких частотах на более простых моделях

А я этим конкретно и предлагаю заняться. И первым делом - определьться, что именно будет гипотетически поглощать.
(правда при этом не забываем и про рассеивание, которое для нашей задачи может быть не менее важным).

>( а то выяснится, что не можем ибо все что у вас пока есть, это то, что "масса переизлучать не мешает" по аналогии с металлами

Вот тут вы соврали, меня цитируя, за что следовало бы и извиниться.
Я говорил(и говорю), что масса покоя электрона не мешает им переизлучать в металлах 99% падающих ЭМ волн &gt;0.1мкм и эту аналогию можно с определёнными допущениями применить к плазме.

>- минимум другим агрегатным состоянием вещества

У металла другое, у электронов в нём то же - электронный газ. Или вы опять собираетесь говорить про то, что свободные электроны там неким загадочным образом группируются?

>характерным далеко не для всех химических элементов )

Нам достаточно одного. Хотите - берём сребро, хотите - алюминий. Электроны при переизлучении и в том, и в другом ведут себя одинаково. То же будет и с натрием к примеру.

> и как происходит это поглощение прежде чем учитывать самые что ни на есть редкие реакции на фоне 99% кислорода и азота ( какие основания для того что без этих редких элементов нет поглощения? )

Нету таких оснований(да и удивительно бы было такую ерунду сказать), так же как и нету оснований считать, что эти "редкие"(хотя и вовсе не "самые что ни на есть") не влияют на поглощение и рассеивание. Если говорить про протоны(а я про другие "редкие" пока не упоминал), то их % не такой уж совсем редкий, учитывая малую массу и большое время жизни(в нашей среде) - и их надо учитывать, пока не будет доказано обратное.

Ну, по большому счёту - это действительно всё, что у меня есть.
Вот у вас должно быть больше, раз вы взялись решать эту задачу.
Но у вас пока впридачу к этому только формула в которую нечего подставить, да ионосфера от которой тоже непонятно как переходить к нашей плазме.

> А заодно выяснить критерии точности - на основании какого % вклада можно отбросить элементы в уравнении и когда без ущерба, чтобы не тащить за собой громоздкие формулы, которые в данном случае не нужны.

Вот - золотые слова!
Много лишнего тут же отпадёт - как только мы будем иметь конкретные реальные характеристики нашего плазменного образования.

yacc> Ибо решая задачу с 4-го пункта вы ее можете смело решать всю оставшуюся жизнь

Дык как же мы тогда решим задачу, за которую вы взялись???

> ибо дам навскидку несколько таких вариантов:

"В наслаждение!" как говаривал Семён Иванович Мармеладов

yacc> - кинетика в кучевых облаках ( одни высоты и концентрация воды и других элементов )

Значит водичка всё-же играет в разных концентрациях

yacc> - кинетика с учетом турбулентности атмосферы
yacc> - кинетика в спутных следах от самолета

Ага! Тут же вспомнились тропосферные станции(работающие на тропосферном рассеивании - диапазон дм.) - в СА активно использовались, не знаю как сейчас.

> ( там сажа остается )

За это не скажу

yacc> - кинетика в перистых облаках

Вряд ли это сильно актуально, поскольку на 15км это экзотика.

>( соответсвенно другие - мы же стараемся и элементы, составляющие и миллионную долю процента учесть! )

"Не мы, а - вы!" А я всего-лишь про 0.1% и с обоснованием.

yacc> - кинетика над океанами, озерами и др. большими водными поверхностями
yacc> - кинетика над равнинами
yacc> - кинетика над пустынями
yacc> и т.д. и т.п. - учитывая что в разное время суток и местоположения с земли/моря воздушными потоками может быть поднята наверх вся таблица Менделеева.

Ну, предположим... я-то здесь причём?

yacc> Итого - мы еще даже не знаем может ли вообще ионизированный воздух отражать

Здрасьте, опять приехали...
Может он вообще отражать, может. Да вы же тут многократно ионосферой и потрясали
Осталось только определиться - какие волны, какой воздух и как ионизован? (см. п.1)

> ( ибо ионосфера - это совсем другое и ее формулы нам абсолютно не подходят )

Ну... и я говорю. (хотя некоторые может и подойдут..? смотреть по месту надо однако)

> а в кинетике уже зарылись по самые уши.

Это ещё только начало. Дальше будет хуже.

yacc> Я не занимался физикой атмосферы но более чем могу сказать что там такое - система дифференциальных уравнений из N уравнений , M неизвестных и K параметров.

Ага.
А вот теперь нам надо определить пространственное распределение ионизации по частицам для всего этого хозяйства

_____________________________________________________________

>А уровень земли ( в статье про ионизацию радиацией ) - это, что? Не тропосфера?

Оно-то тропосфера, но у нас в условии - 15км. Если не лень - можете и для 0км прикинуть, но я не настаиваю.
(так же просьба внимательней читать - ключевое слово здесь не "тропосфера", а "ионизованная" - я даже болдом специально пометил)

>Что на высоте другого кроме температуры и плотности?

Источник электронов 250кэВ, 3кВт.

Shurik> Ну вот к чему тут этот пример?
Shurik> Наша искомая область радикально отличается от ионосферы и по плотности, и по темературе, и по химическому составу, и по степени ионизации, и по абсолютной концентрации и относительному составу заряженных частиц. При чем из всех этих параметров про нашу область нам вообще толком известна только общая плотность и химический состав исходного газа.

>Радикально - это как? Аргоновая, ксеноновая, метановая?

Как я понял вопрос конкретно про хим. состав, и по остальным позициям больших сомнений нет.
Так вот, там появляются водород, гелий, тяжёлые ионы от метеорной активности, которых в нижней атмосфере нет(в % отношении естественно).

>Слой Е - частично ионизирован, а не полностью.

Да там(в иносфере) ни один слой полностью не ионизован.

Shurik> Поэтому для дальнейших занятий физикой нам их надо определить , для чего надо сначала серьёзно позаниматься в том числе и химией(либо найти неизвестные параметры в готовом виде, естественно из надёжного источника).
>Все параметры известны, а именно - ионизации изначально нет.

Пока ионизации нет, то и интересующих нас параметров нет
Нас в данном случае интересует именно ионизованная стратосфера.

>Ее создавать требуется - выкачайте воздух из камеры в лаборатории, охладите камеру и будут такие же условия, как и на высоте.

Просто душа поёт - насколько верно сказано!
Поставили источник в барокамеру, откачали, затермостатировали, включили и - меряем. Думаю, авторы устройства нечто подобное неоднократно и проделывали.

Shurik> Понятно, что отклонение результатов этой прикидки от реальности может быть практически каким угодно в зависимости от конкретных значений неизвестных исходных условий.
>Вторая итерация еще не наступила.

Пока не определимся со свойствами среды - лучше не станет.

Shurik> Ну, раз просто, то давайте результирующие графики распределения концентрации всех заряженных частиц в нашей плазме от времени и расстояния до источника, скажем, от 0 до 10мс и от 0 до 3м - и пойдём дальше.
>Откуда они у меня?

Дык сам удивляюсь...

> Мне они не нужны - и так очевидно, что будет спадающая характеристика ( либо экспоненциальная, либо степенная с флуктуациями ).

Это вовсе не очевидно. Очевидно только то, что она в общем будет спадающая, а вот конкретные функции и их временные характеристики довольно-таки неясны.

>Да вы их нигде не найдете, максимум что найдете - это электронов,

Фигушки. "Электронов" как раз от всего остального зависит(как только что говорили). Так что особо и на них не надейтесь.

>но вы признать, что именно их и надо считать упорно не хотите.

Я бы с удовольствием согласился, но нужны основания. А их нет.

Shurik> А вот в указанной работе графиков времени жизни зар. частиц нету. Там приведены графики для объёма конкретного трека, а не по всему объёму ионизируемого газа. Так же советую обратить внимание на фразу "Только через 10-7s трек размывается, и образовавшиеся в нем ионы перемешиваются с основным объемом неионизированного воздуха...". Т.е. после окончания области определения аргументов тех графиков(50нс и 2мкм) - для нас всё ещё только начинается.
>Зато там есть скорость убывания концентрации и этого для оценки более чем достаточно.

Как же достаточно... вы как скажете иногда - то хоть стой, хоть падай...
Это всё в одном треке В пределах 50-100нс.
А треков этих у нас в 1см**3 N/c(а N, кроме всего прочего зависит ещё и от расстояния). И трек у нас не от альфа-частицы, а от бета-. И процессы после рассасывания трека идут совсем другие и по другому, чем в нём...

>Если вы думаете, что я буду рассчитывать установку до мелочей то ошибаетесь - для того, чтобы сделать оценку этого не нужно и именно это я и просмотрел.

Как договорились - до порядка.
Но если вы считаете, что поведение плазмы в треке в первые десятки нс после рождения можно усреднить/проэкстраполировать на весь объем и на всё время, то ошибка будет гораздо больше порядка...
Кстати, вы собираетесь-таки рассчитывать установку, а не общую теорию этого вопроса. Извините, что ловлю на слове... но это меня обрадовало

>Зачем вам всякое претерпевание ионов если вы не знаете как они влияют на ЭМВ в стационарном случае ( без изменения концентрации )?

Дык вы знаете
Только так же как и я не знаете распределения частиц по плотностям(которое напрямую зависит от этого "претерпевания").
При этом результат наш с вами одинаков. Это не наводит вас на мысль, что хорошо было бы всё-же узнать это распределение?

Shurik> Вы никак не хотите понять, что не будет реально такого объема. Ни того, ни другого.
Shurik> Есть ионизирующий импульс, который распространяется в пределах всей нашей области сразу(за десятки нс), и длится около 1мкс.
>Эта область будет складываться из элементарных треков от отдельных электронов,

Не из треков, а из того, что от них останется после рассасывания. Потому что время жизни плазмы намного больше времени жизни трека.

>если не хотите разобраться что делает один электрон - вообще не поймете что произойдет.

Это как раз тут и не требуется. Для оценки соотношение ионов и электронов в плазме вполне достаточно знать соотношение скоростей процессов их рождения и исчезновения.(а сам трек тут занимает ничтожное время).
Трек формируется за 50нс и рассасывается за 100нс. А плазма остается.

Shurik> Поэтому вместо того, что вы сказали, будет по всему объему некоторое ВРЕМЯ, в течение которого концентрация электронов будет сравнима с концентрацией ионов. И оно, в силу обстоятельств о которых мы уже, слава богу, согласились, будет очень малым. В вашей нотации - 1/1000 от общего времени. И будет усредняться - хотя бы потому, что из тысячи зондирующих импульсов в среднем только один будет "натыкаться" на повышенную электронную концентрацию(но не только поэтому).
>Это уже потом надо рассматривать - сколько выбросить электронов в ту или иную область, чтобы получить требуемую концентрацию - не сначала создать, а потом разбираться с тем, что получили, а сначала разобраться, а потом создать то, что требуется.

Ну... вы опять за своё...
Как же вы собираетесь определять "сколько выбросить электронов", если не знаете сколько где каких частиц они породят?
Ну, хорошо хоть, что вы согласились с тем, что оно усредняется.

>А что происходит с р-волнами, которые на три-четыре порядка выше по частоте, чем частота отражения от ионосферы? И почему?

А почему вы у меня спрашиваете? Вы лучше в этом разбираетесь - так и отвечайте
И почему именно на 3-4?
И, главное - не забудьте в конце сказать - что из этого следует

Shurik> Да не в треке! Трек рассасывается через 100нс.
Shurik> (кстати, при гамма-ионизации никаких треков и не будет - будет объемная ионизация... да и ионизация у нас не гамма-... да и не альфа-, про которую речь в статье)(см. ссылку)
>В данном случае вполне достаточно, что альфа частица - это что-то порядка размера электрона, летит с энергией 5 МЭв, сталкивается с частицами и ионизирует их теряя при этом энергию. Электрон будет делать то же самое, только энергия и проходимый путь у него будет другим.

Вовсе недостаточно - характеристики трека будут другими.
(а при чём тут гамма- вообще непонятно)

Shurik> 1.(и главное) Мы пока никак не определимся что именно в эту формулу будем подставлять.
>Тоже, что и авторы статьи - концентрации и частоты.

С частотами более-менее понятно. А вот какие всё-таки концентрации? И чего концентрации? И в каком месте нашего объема?

Shurik> 2. Сама по себе эта формула не описывает исчерпывающе(да и приблизительно) рассматриваемый процесс.
>Приблизительно - уже описывает.

Это вряд-ли... В ней никак не фигурирует, ни градиент концентрации, ни даже просто толщина слоя, ни столкновения частиц... Какой же результат мы получим?

Shurik> 3. Мат. модель требуемая для описания нашего процесса зависит от исходных параметров.
>Тех самых концентрации.

Да, тех самых.

> Точнее их величины надо выяснить по частотам, а потом задаться вопросом создания таких концентраций.

Тут опять с ног на голову.
1. См. постановку задачи в начале поста.
2. Выяснив гипотетически искомые концентрации, мы так и не узнаем - какой мощности пучок нужно дать, что бы их получить. Поскольку так и не будем знать сколько каких частиц породит наш электрон в том или ином месте. Проще говоря - мы посчитаем для электронов, а на деле может получиться, что там одни ионы - и со всеми промежуточными вариациями на эту тему.
3. В исходной постановке гораздо проще

Shurik> Что бы было ещё понятнее - я верю формуле I=U/R (закон Ома), но сильно усомнюсь в результатах полученных по ней для той же плазмы, полупроводников, электролитов или даже для тех же металлов при больших токах.
>А в каких границах и для каких конкретно материалов?

В общем случае.
(видите, как быстро вы оказались на моей позиции, когда до дела дошло? )
Если интересует конкретика - делаем простейшую лабу:
Берём медную проволочку Ф0.1мм, длиной 1м и подаём на неё напряжение от 0 до нескольких вольт, измеряя при этом ток. Если мы просто верим закону Ома, то результат нас сильно озадачит. Если же мы заранее знаем некоторые свойства чистых металлов(со сплавами тут конечно возможны фокусы ), то и саму лабу делать необязательно - результат вполне предсказуем.

yacc>> Не надо смешивать несколько задач в одну,
Shurik> Напоминаю, что у нас одна конкретная задача.
Shurik> (я спросил - вы взялись ответить)
Shurik> Определить уменьшение ЭПР метровой алюминиевой сферы в среде воздуха ионизованного точечным импульсным источником электронов с энергией 250кэВ, средней мощностью 3кВт, длительностью импульса 1мкс, скважностью 300, с объёмным углом диаграммы направленности ~90град. на высоте 15 км.
Это у вас такая задача, я же просто перепроверил формулы из статьи про то, какую надо создать концентрацию электронов в облаке, чтобы при прохождении через него уменьшалась раз в 10 мощность ЭМВ с длиной волны 3см и почему проще уменьшать волны с 10см чем с 3см и нашел что там все написано правильно. Не более и не менее.
И сделал вывод, что лучше сделать такую установку для поглощения ЭМВ от наземных локаторов и ДРЛО, а не пытаться им защитится от РЛС истребителя. Ибо на порядок меньшая концентрация электронов требуется ( частота фигурирует в квадрате ).

Далее... вам наверное и в голову не пришло подставить значение частоты в формулу и посмотреть что получится,
а грубо получается так ( 10⁸ * N ) / 10²⁰ > 1 - требование к концентрации электронов для частоты 10¹⁰ ( это примерно 3 см ) в квадрате. Т.е N > 10¹² и если у нас не электрон, а протон ( 1836 масс электрона или грубо 2000 масс электрона ) то для него получается N > 5*10¹⁶ и это от элемента, вклад которого меньше процента по объему при нормальном химическом составе, а для иона кислорода ( примерно 5*10⁴ масс электрона ) - N > 2*10¹⁷ при том, что концентрация воздуха - порядка 10¹⁹ - требуется чтобы концентрация буквально на два-три порядка отличалась от концентрации самого воздуха - слабой ионизацией тут и не пахнет. И сколько потребуется энергии для того, чтобы ионизировать это в большом объеме? И это при том, что долгоживущие отрицательные ионы только кислородные, а они составляют треть-четверть от состава. Более того, на любимыми вами 15 км высоты N порядка 4*10¹⁸ ( т.е на порядок меньше, чем у земли, а на 20 км - 1.85*10¹⁸ ) т.е. получается что десятая часть должна быть ионизирована Как вы себе это представляете?

Но и это не все - так или иначе трек рассеивается и посему вам надо будет поддерживать такую немалую плотность потоками электронов, а в локальных областях трека за счет выбитых электронов такой поток будет для ЭМВ как нитка ибо при тех же концентрациях что и ионы ( локально ) частота для электрона слишком высокая - слой электронов начнет отражать по тем же принципам, что и в металле, посему вы получите сетку отражающих треков на фоне поглощающих ионов, а она ЭПР не уменьшит, а увеличит!


Shurik> И смешивать тут ничего конечно же не требуется.
Shurik> А что бы решить нашу задачу надо -
Shurik> 1. Определить параметры плазменного образования.
Shurik> (В частности характерные размеры, степень ионизации с распределением по характерному объёму и по видам заряженных частиц, температуру отдельных компонентов плазмы, возможно что-то ещё).
Shurik> 2. Исходя из результатов п.1 выбрать математическую модель для описания поведения ЭМ волн в данном плазменном образовании(оценивая возможные эффекты, учитывая существенные и отбрасывая несущественные).
Shurik> 3. Применить выбранную математическую модель к заданному объекту(определив поглощение, рассеивание, преломление на пути "туда" и "обратно").
Shurik> Менять местами пункты никак невозможно.
Еще раз: для вас - наверное да. Для меня - нет. Потому что я не собираюсь решать именно эту задачу, а скорее решаю задачу в обратном направлении - какая требуется концентрация чего, чтобы область могла поглощать и каким способом поглощать, а то можно и области с четвертьволновым расстоянием друг от друга создавать, чтобы вопользоваться интерференционным эффектом - излучатели при этом совершенно другую конфигурацию иметь будут и поглощение будет не за счет плазменных частот, а будет ослабление интерференцией, хотя это и сложно, но можно попробовать к этому программированое управление лучом присобачить - глядишь и получится то, что на рапторе делают чередованием диэлектриком в крыле и тогда таких ионных и электронных концентраций не потребуется

Shurik> Иначе получится подгонка исходных параметров под известную нам на данный момент формулу(что вы всё это время и пытаетесь делать), и результат соответствующий. Понятно, что все мы этим в тот или иной момент грешили - лабы-то все мы, бывало, делали по этому принципу , но тут хочется разобраться.
Так посмотрите сначала внимательно на формулы, а не пытайтесь решать задачу влоб Ибо ваша конкретика на практике слишком узкая - 15-17км это на пределе бесфорсажного потолка для Раптора, а ниже уже другое будет ( для вас ), и выше - тоже. А выше относительно надолго только Миг-31 из современных серийных ходить может.

yacc>> 1. распространение радиоволн в ионизированной среде ( бесконечной и однородной )
Shurik> Наши исходные условия уже заведомо не такие.
Это ваши исходные данные заведомо не такие

Shurik> Даже ваши исходные с пресловутой ионосферой для КВ(а уж тем более для СВ и ДВ) не такие.
>>решая эту задачу выясняется что происходит с радиоволнами и на каких частотах в зависимости от концентрации тех или иных элементов
Shurik> Вы ещё не сказали про пространственное распределение этой относительной концентрации элементов. А она нам пока неизвестна и может быть самая разная. А на результат влияет радикально.
Если вы не знаете коэффициентов отражения и преломления от неизвестной среды как вы собираетесь считать распространение ЭМВ от геометрической конструкции, составленной из элементов этой среды? А? Я только один способ знаю - эмпирический - собрать установку да и померить. Без всякой теории - которой нет ибо более простую задачу вы до этого не решили.

Shurik> А нас интересует далеко не только это, если мы хотим получить результат близкий к реальному.
Не торопитесь к реальности - общая задача в рамки форума не укладывается - она масштаба минимум кандидатского диссера, но качественно оценке поддается.

yacc>> 2. распространение радиоволн в средах с границе раздела со средой, которая решена в рамках первой задачи, произвольной формы ( граница раздела не обязательно должна четкой ) - классическая задача дифракции.
Shurik> Видимо вы имели в виду рефракцию?
Нет - именно дифракцию. Рефракция - это и к геометрической оптике подходит без учета всяких волновых эффектов. А дифракция - учет волновой природы в явном виде.

Shurik> Да, так вот - здесь хотелось бы поподробнее. Подбор параметров однородной среды под требуемые характеристики я ещё как-то могу себе представить... хотя, честно говоря будет нелегко - учитывая всё выше нами изложенное... как вы будете подгонять соотношение концентраций заряженных частиц, если оно нам неизвестно и определяется независимой от нашей воли химией - ума не приложу. Но это ещё пол-беды... - что вы будете делать, когда по п.2 при решении "классической задачи" придётся ещё учитывать неизвестное пространственное распределение соотношения этих неизвестных концентраций? И всё это в общем виде.
Shurik> Вы на хорошую докторскую замахнулись, и это не шутка.
Хорошая диссертация - это как создать конкретный прибор ( вплоть до мелочей и ньюансов), который создает требуемую пространственную конфигурацию, а не то, как ее оценить. Конкретный прибор я создавать не собираюсь.

Shurik> Вот это правильно! Только пунктом 1. (правда я бы сказал вместо "кинетики" - "динамики")
Это научное определение.
Shurik> И совершенно очевидно - почему. Для нашей задачи гораздо проще(как обычно) найти частное решение, чем общее. Все попытки реализовать вашу методу будут приводить либо к классической лабе, либо к навороченной докторской. В наших условиях - сами понимаете, что нас ждёт Да и гипотетическому соискателю докторской степени не позавидуешь..
Да не собираюсь я реализовать такую методу.

yacc>> И только после этого идет конкретная задача
Shurik> То есть вы хотите сделать общую теорию под нашу конкретную задачу и посредством оной задачу решить.
Shurik> ... Безумству храбрых, как говорится...
Shurik> Ну, хоть докторская у вас будет в кармане. Но меня всё же смущает - почему вы не хотите избрать более простой(на порядки) путь?(хотя и он не так что бы очень прост)
Вовсе не прост. Безумству храбрых - это как раз исследовать динамику всех возможных ионов в таком случае.


>> может сначала выяснить можем ли мы вообще поглощать радиоволны и на каких частотах на более простых моделях
Shurik> А я этим конкретно и предлагаю заняться. И первым делом - определьться, что именно будет гипотетически поглощать.
Shurik> (правда при этом не забываем и про рассеивание, которое для нашей задачи может быть не менее важным).
Еще раз объясняю. Рассеивание - это уже к макро-образованиям с коэффициентами поглощения и отражения. А для этого надо сначала выяснить свойства этих макрообразований. Вы это опускаете летя к кинетике. От электронов и ионов волны не отражаются.

Shurik> Вот тут вы соврали, меня цитируя, за что следовало бы и извиниться.
Shurik> Я говорил(и говорю), что масса покоя электрона не мешает им переизлучать в металлах 99% падающих ЭМ волн &gt;0.1мкм и эту аналогию можно с определёнными допущениями применить к плазме.
Если бы были озвучены допущения ( обоснованные, в формулах ) сразу - я бы извенился Без допущений: металлы - это металлы, плазма - это плазма. Радиопрозрачные обтекатели - тоже твердые тела. И свет отражают ( 700 нм или 0.7 мкм ) , а радиоволны почему-то пропускают, а вот металлы почему-то ни то, ни другое не пропускают ( по меньшей мере на 99% ).

Shurik> У металла другое, у электронов в нём то же - электронный газ. Или вы опять собираетесь говорить про то, что свободные электроны там неким загадочным образом группируются?
Электронный газ в металлах - для удобства описания свойств ( далеко не всех, например плотность или модуль Юнга через эту модель не опишешь ) и не более. В реальности там его нет. Газам свойственна диффузия и отсутсвие четкой формы, что для металлов не характерно - не только электроны там есть.

Shurik> Нам достаточно одного. Хотите - берём сребро, хотите - алюминий. Электроны при переизлучении и в том, и в другом ведут себя одинаково. То же будет и с натрием к примеру.
В плазме в воздухе такого не будет. Этого тоже достаточно

>> и как происходит это поглощение прежде чем учитывать самые что ни на есть редкие реакции на фоне 99% кислорода и азота ( какие основания для того что без этих редких элементов нет поглощения? )
Shurik> Нету таких оснований(да и удивительно бы было такую ерунду сказать), так же как и нету оснований считать, что эти "редкие"(хотя и вовсе не "самые что ни на есть") не влияют на поглощение и рассеивание. Если говорить про протоны(а я про другие "редкие" пока не упоминал), то их % не такой уж совсем редкий, учитывая малую массу и большое время жизни(в нашей среде) - и их надо учитывать, пока не будет доказано обратное.
Протоны откуда возьмете? Из водорода? А каков его процент? То, что влажность уменьшается с высотой знаете? И на 15км при -50 ее будет еще меньше. Откуда столько протонов? Или из атома кислорода/азота повыбиваем ( затратив совершенно другую энергию )?

yacc>> Ибо решая задачу с 4-го пункта вы ее можете смело решать всю оставшуюся жизнь
Shurik> Дык как же мы тогда решим задачу, за которую вы взялись???
Потому что правильно поставленный вопрос дает половину ответа. Смотря какой вопрос поставить.

Shurik> Значит водичка всё-же играет в разных концентрациях
Играет, но при учете макрообразований.

>> ( ибо ионосфера - это совсем другое и ее формулы нам абсолютно не подходят )
Shurik> Ну... и я говорю. (хотя некоторые может и подойдут..? смотреть по месту надо однако)
Я забыл добавить слово "...типа"

>> а в кинетике уже зарылись по самые уши.
Shurik> Это ещё только начало. Дальше будет хуже.
Отсюда вывод второй - зачем рассматривать ситуацию, которая приводит к бесконечному числу задач, если можно управляя каким-либо другим, более понятнным и контролируемым параметром ( типа концентрации электронов ) не зарываться в такие дебри? А если и там все будет сложно - то нафик нужен такой прибор ибо от него "мало шерсти и много криков" И отсюда следует еще один вывод, который я тоже озвучивал - в качестве штатного встроенного варианта такому устройству на истребителе не место - лишний груз таскать для узкого круга ситуаций ( т.е. 15 км высоты ).

Дальше уже лень стало расписывать ответы по каждой фразе. Сначала это прочитайте.

>>А в каких границах и для каких конкретно материалов?
Shurik> В общем случае.
Shurik> (видите, как быстро вы оказались на моей позиции, когда до дела дошло? )
Shurik> Если интересует конкретика - делаем простейшую лабу:
Shurik> Берём медную проволочку Ф0.1мм, длиной 1м и подаём на неё напряжение от 0 до нескольких вольт, измеряя при этом ток. Если мы просто верим закону Ома, то результат нас сильно озадачит. Если же мы заранее знаем некоторые свойства чистых металлов(со сплавами тут конечно возможны фокусы ), то и саму лабу делать необязательно - результат вполне предсказуем.

Вот про медную проволоку как раз интересно На вскидку: удельное сопротивление меди 0.0177 мкОм*м ( при площади 1 мм² ) т.е. сопротивление вашего куска провода порядка 0.58 мкОм или грубо 0.0000005 Ом. Как вы его мерить собираетесь? Я понимаю, когда берется эталонное сопротивление в 100 Ом и включается в цепь эталонного источника в 1В и должно получится порядка 10 миллиампер, но у вас при 1В будет порядка 2*10⁶ ампера и куча побочных эффектов ( например с емкостью и стабильностью источника напряжения )...
Опять же, в физическом эксперименте написанному не верят (если это не физики написали и откалибровали ) - т.е. длину надо измерить несколько раз ( погреность порядка 1 деления к длине - т.е 0.1 % или 1 мм /цена деления/ на 1м ) да и толщину тоже ( 0.1 мм - это микрометром, у которого цена деления 0.001мм - т.е минимум 1% ) да еще приборами какого класса точности пользоваться будем - вот такими Амперметры - Ампер-Ком ( с зеркальной шкалой ) или школьными? А сопротивления контактов как учитывать будем? И неудивительно, что результат будет отличаться от теоретического - сама методика измерений такое за собой тянет.
такой эксперимент и проводить смысла не имеет но закон Ома тут не при чем - он и тут работает
P.S. 0 вольт подавать тоже смысла не имеет.
P.P.S. Насчет стрельбы - да, признаю что в первом приближении, если знать начальную скорость масса не нужна. Во втором - если учитывать сопротивление воздуха - уже нужна. Но и в том случае химический состав материала не нужен.

Shurik>> Определить уменьшение ЭПР метровой алюминиевой сферы в среде воздуха ионизованного точечным импульсным источником электронов с энергией 250кэВ, средней мощностью 3кВт, длительностью импульса 1мкс, скважностью 300, с объёмным углом диаграммы направленности ~90град. на высоте 15 км.
yacc> Это у вас такая задача, я же просто перепроверил формулы из статьи про то, какую надо создать концентрацию электронов в облаке, чтобы при прохождении через него уменьшалась раз в 10 мощность ЭМВ с длиной волны 3см и почему проще уменьшать волны с 10см чем с 3см и нашел что там все написано правильно. Не более и не менее.

Вы своевременно сказали "пас". В таком деле как наука это конечно никогда не поздно сделать, но осознать, что взялся за непосильное, ещё до появления явных признаков - достойно уважения.

yacc> И сделал вывод, что лучше сделать такую установку для поглощения ЭМВ от наземных локаторов и ДРЛО, а не пытаться им защитится от РЛС истребителя. Ибо на порядок меньшая концентрация электронов требуется ( частота фигурирует в квадрате ).

Я не исключаю, что тут вы правы, но это пока так и осталось невыясненным, и ваши подстановки тут не помогают пока(см. ниже)

yacc> Далее... вам наверное и в голову не пришло подставить значение частоты в формулу и посмотреть что получится,
yacc> а грубо получается так ( 10⁸ * N ) / 10²⁰ > 1 - требование к концентрации электронов для частоты 10¹⁰ ( это примерно 3 см ) в квадрате. Т.е N > 10¹² и если у нас не электрон, а протон ( 1836 масс электрона или грубо 2000 масс электрона ) то для него получается N > 5*10¹⁶ и это от элемента, вклад которого меньше процента по объему при нормальном химическом составе, а для иона кислорода ( примерно 5*10⁴ масс электрона ) - N > 2*10¹⁷ при том, что концентрация воздуха - порядка 10¹⁹ - требуется чтобы концентрация буквально на два-три порядка отличалась от концентрации самого воздуха - слабой ионизацией тут и не пахнет. И сколько потребуется энергии для того, чтобы ионизировать это в большом объеме? И это при том, что долгоживущие отрицательные ионы только кислородные, а они составляют треть-четверть от состава. Более того, на любимыми вами 15 км высоты N порядка 4*10¹⁸ ( т.е на порядок меньше, чем у земли, а на 20 км - 1.85*10¹⁸ ) т.е. получается что десятая часть должна быть ионизирована Как вы себе это представляете?

Вот она - теория, да на неприготовленную-то почву...(С)

Каюсь - да, не подставлял - ввиду бесполезности этого занятия. Точнее - определённая польза в этом конечно есть, но совсем не та, что что вы говорите, а скорее противоположная.
Вот вы, с этузиазмом подставляя данные в формулу, начисто забыли про физический смысл результата.
Интересно(хотя если вы представляете суть происходящего, то это вас сильно не удивит), что концентрацию зарядов в данном случае рискованно делать как раз выше критической.
(Если бы вы внимательно почитали работу (1), то наверняка заметили бы и там следующий текст -
"Практический интерес представляют плазменные образования, в которых концентрация электронов не превосходит критической").
Да, так вот, возвращаясь к сути вопроса - физический смысл критической частоты сотоит в том, что ниже критической частоты преобладает оражение ЭМ волн от границы(если таковая выраженно имеется) плазмы(имеется в виду достаточно толстый её слой). А выше критической частоты происходит проникновение волн внутрь плазмы(грубо говоря - более чем на длину волны).
Т.е. верхней границы частоты для поглощения и рассеивания вообще не существует[b] - был бы достаточно толстый слой.
И это совершенно понятно - свободные заряженные частицы в ЭМ поле всегда будут его переизлучать/рассеивать - куды-ж они денутся... классическая электродинамика нас к этому обязывает.
Я ведь несколько раз спрашивал вас и про толщину слоя, и про то - что будет с ЭМВ "внутри плазмы"...
Но, бесполезно... красивая простая формула затмила здравый смысл.
А нас(ещё раз напоминаю) интересует рассеивание и поглощение(в идеальном, ну скажем электронном, газе будет чисто рассеивание, а в неидеальном к нему добавится поглощение), отражение же нам как раз крайне вредно, хотя в нашем данном плазменном образовании об этом сильно беспокоиться скорее всего не стоит ввиду сильно размазанных границ относительно длин волн... хотя, хотя... а на подлиннее-то волнах в метры и декаметры наше образование может засиять так, что не обрадуешься...

yacc> Дальше уже лень стало расписывать ответы по каждой фразе. Сначала это прочитайте.

Я хоть и ленивый тоже, но не такой гордый
Поэтому продолжаю.

Кстати, у меня критическая концентрация электронов для 10ГГц получилась 3*10**11/см**3 .

yacc> Но и это не все - так или иначе трек рассеивается

С удовольствием соглашаюсь.

>и посему вам надо будет поддерживать такую немалую плотность потоками электронов,

Конечно. Там всё будет буквально пронизано треками длиной по нескольку метров.

>а в локальных областях трека за счет выбитых электронов такой поток будет для ЭМВ как нитка

Теперь отметим в скобках, что "нитка" на 4.5 порядков тоньше длины волны, в самом нашем "клубничном" случае "3см"
И суммарный объём самих треков так же на несколько порядков меньше нашего общего объёма.

>ибо при тех же концентрациях что и ионы ( локально ) частота для электрона слишком высокая - слой электронов начнет отражать по тем же принципам, что и в металле,

А вот тут вспомним про физический смысл критической частоты, и тут же увидим, что в пределах трека никакого отражения не будет(даже если забыть про соотношение дл.волны с толщиной трека) - просто электронов в отдельно взятом треке на это не хватит - тонкий он(~1мкм).
По этим двум причинам(каждой из которых в отдельности достаточно) будем мы наблюдать тут чистейшей воды рассеивание (пока столкновениями пренебрегаем).

> посему вы получите сетку отражающих треков

рассеивающих

>на фоне поглощающих ионов, а она ЭПР не уменьшит, а увеличит!

Очень ценное замечание!!
Ведь пресловутая(и нелюбимая вами с некоторых пор ) метровая проводящая сфера для внешнего наблюдателя будет рассеивать точно так же - во все стороны. И при этом иметь ЭПР 1м**2.
(но мы-то не забываем и про то, что рассеивание в нашем образовании многократное и сопровождается поглощением.
И образование сложной формы с градиентами концентраций...
Э-хе... старина Пуанкаре может и осилил бы всё это в совокупности поднапрягшись... но нынешние соискатели докторских - вряд ли...)

yacc> Еще раз: для вас - наверное да. Для меня - нет. Потому что я не собираюсь решать именно эту задачу, а скорее решаю задачу в обратном направлении - какая требуется концентрация

Ещё раз повторю - про какая требуется концентрация ещё можно себе представить(если воспользоваться мат.моделью соответствующей физической сущности). А вот - чего, без дополнительных данных, о которых мы много говорили, не обойтись никак...

> чего, чтобы область могла поглощать и каким способом поглощать, а то можно и области с четвертьволновым расстоянием друг от друга создавать, чтобы вопользоваться интерференционным эффектом - излучатели при этом совершенно другую конфигурацию иметь будут и поглощение будет не за счет плазменных частот, а будет ослабление интерференцией, хотя это и сложно, но можно попробовать к этому программированое управление лучом присобачить - глядишь и получится то, что на рапторе делают чередованием диэлектриком в крыле и тогда таких ионных и электронных концентраций не потребуется

Идея красивая, но это вряд-ли. Трек - есть трек. Электрон не воробей - вылетел, и полетел - уже вне нашей власти. Так что если и будут там какие слои(а они-таки могут быть), то увы не по нашей воле...

yacc> Так посмотрите сначала внимательно на формулы, а не пытайтесь решать задачу влоб

Я её вообще решать не пытаюсь - не чувствую творческих потенций.
На вас ещё некоторая надежда остаётся...

> Ибо ваша конкретика на практике слишком узкая - 15-17км это на пределе бесфорсажного потолка для Раптора, а ниже уже другое будет ( для вас ), и выше - тоже. А выше относительно надолго только Миг-31 из современных серийных ходить может.

Всё несколько проще, и конкретика моя чисто для облегчения задачи. 15км я взял просто как среднее из наших крайних(10-20) - просто, что бы было конкретное значение(опять же на ней все известные истребители, и многие бомбардировщики/ударники ходят - что добавляет реализма).
Придавать задаче хоть немного более общий вид я вам очень не советую. И так хорошо...


yacc> yacc>> 1. распространение радиоволн в ионизированной среде ( бесконечной и однородной )
Shurik>> Наши исходные условия уже заведомо не такие.
yacc> Это ваши исходные данные заведомо не такие

Нет уж, извините! На этот раз именно наши!
Весь топик на тему конкретного устройства, которое никак не способно создать "ионизированную среду ( бесконечную и однородную )"
Правда и с бесконечной-однородной возникли определённые проблемы...

yacc> Если вы не знаете коэффициентов отражения и преломления от неизвестной среды

Не знаю. Так же как и вы.

> как вы собираетесь считать распространение ЭМВ от геометрической конструкции, составленной из элементов этой среды? А?

Никак не собираюсь. Это вы собирались.

> Я только один способ знаю - эмпирический - собрать установку да и померить.

Кто бы спорил.

> Без всякой теории - которой нет ибо более простую задачу вы до этого не решили.

Я и не собирался никогда, трезво оценивая свои силы.
А вы, поразмыслив, тоже отказались. Что вполне разумно.

yacc> Не торопитесь к реальности - общая задача в рамки форума не укладывается - она масштаба минимум кандидатского диссера,

"Общая задача", т.е. результат несущий в себе элементы теории - это как раз отличительный признак докторской.

>но качественно оценке поддается.

Вопрос сколько порядков допуска уложится в эту "качественность"

yacc> Нет - именно дифракцию.

Ну, тогда, по определения дифракции, должна быть некая более-менее чёткая граница(объект) на котором она происходит.

> Рефракция - это и к геометрической оптике подходит без учета всяких волновых эффектов.

Опять сказанули...
Без учёта волновой природы излучения ни о какой рефракции говорить не приходится. Откуда же ей взяться на чистом потоке "корпускул"??
Она возникает из-за разной скорости распространения волны в разных средах(об этом ещё в XIX веке сколько копий было сломано...)
Если сомневаетесь, можете попробовать обнаружить её на пучке тех-же альфа-частиц(будет очень трудно). А можете для простоты из дробовика по пенопласту шарахнуть тоже её не обнаружите.

> А дифракция - учет волновой природы в явном виде.

Так же как и рефракция. Только каким боком она тут к нашему вопросу?(рефракция-то понятно)

Shurik>> Вот это правильно! Только пунктом 1. (правда я бы сказал вместо "кинетики" - "динамики")
yacc> Это научное определение.

Смотря чего определение и для каких целей.
Нас тут интересует как раз именно динамика концентраций различных частиц, и определяется она не только кинетикой.

yacc> Да не собираюсь я реализовать такую методу.

Ну хорошо. Хотя по большому счёту и жаль...

yacc> Вовсе не прост. Безумству храбрых - это как раз исследовать динамику всех возможных ионов в таком случае.

Именно! Именно! Тут и химики, коих это хлеб насущный, вполне могут спасовать в ответ на такой прямой вопрос.

yacc> Еще раз объясняю. Рассеивание - это уже к макро-образованиям с коэффициентами поглощения и отражения.

А отдельно взятые заряженные частицы у нас стало быть так до сих пор и не рассеивают..?

> А для этого надо сначала выяснить свойства этих макрообразований.

Нафиг нам тут макрообразования не упали. (хотя при более детальном исследовании и они могут сыграть свою роль)

> Вы это опускаете летя к кинетике.

К динамике Да и я просто спрашиваю... нет, так нет... просто таков тогда будет и результат.

> От электронов и ионов волны не отражаются.

Очень печально видеть такое упорство в заблуждениях.
Именно от них они и отражаются(если есть подходящие условия для отражения - см. формулу). И только от них. Нейтроны, нейтрино, фотоны и пр. частицы не имеющие электического заряда с ЭМ полем вообще никак не взаимодействуют

yacc> Если бы были озвучены допущения ( обоснованные, в формулах ) сразу - я бы извенился

Ну, не хотите - как хотите. Мне не понравилось, что вы мои слова переврали, опустив важные детали, и при этом взяв в кавычки, и формулы тут ни при чём. Ничего страшного конечно - дело ваше.

> Без допущений: металлы - это металлы, плазма - это плазма.

Тем не менее про свободные электроны в металлах специалисты говорят - "электронный газ", а про полупроводники вообще "электронно-дырочная плазма".
И это не просто так, а потому что ведут они себя адекватно терминам.

> Радиопрозрачные обтекатели - тоже твердые тела.

В них нет свободных носителей заряда.(в отличие от до сих пор интересовавших нас сред)

>И свет отражают ( 700 нм или 0.7 мкм )

Всё твёрдые тела отражают свет. Только механизм отражения у диэлектриков другой, чем у металлов. Но при этом всё равно - заряженными частицами, как ни крути

>, а радиоволны почему-то пропускают,

Всего-навсего - по причине меньшей частоты.

> а вот металлы почему-то ни то, ни другое не пропускают ( по меньшей мере на 99% ).

Опять же - по причине наличия свободных носителей.

yacc> Электронный газ в металлах - для удобства описания свойств

Конечно для удобства. Но удобство это не просто "от балды" придумано, а потому что энто дело именно так себя и ведёт.

>В реальности там его нет.

В ральности вообще ничего нету

> Газам свойственна диффузия и отсутсвие четкой формы, что для металлов не характерно - не только электроны там есть.

Весьма характерно. Если вдруг в металле наступит избыток или недостаток электронного газа в некоторой области - тут же последует его диффузия в соответсвующую сторону. Т.е. ведёт себя на практике сия теоретическая абстракция весьма реально.
А в физике полупроводников эта диффузия совершенно явно упоминается и используется.

yacc> В плазме в воздухе такого не будет.

Какого "не будет"?

> Этого тоже достаточно

Опять-же - смотря для чего.

yacc> Протоны откуда возьмете? Из водорода? А каков его процент? То, что влажность уменьшается с высотой знаете? И на 15км при -50 ее будет еще меньше. Откуда столько протонов?

Приводил же уже цифры и резоны. Конечно при -50 давление насыщенного водяного пара гораздо меньше. Отсюда и ~0.1%.

> Или из атома кислорода/азота повыбиваем ( затратив совершенно другую энергию )?

Более актуальных тем так и нету?

yacc> Потому что правильно поставленный вопрос дает половину ответа. Смотря какой вопрос поставить.

Когда речь о конкретных вещах - то и вопрос уже стоит.
Выбирать его можно только когда речь об "общих тенденциях развития".

Shurik>> Значит водичка всё-же играет в разных концентрациях
yacc> Играет, но при учете макрообразований.

А и без учёта оных относительная влажность 50% - всегда в среднем есть.

Shurik>> Это ещё только начало. Дальше будет хуже.
yacc> Отсюда вывод второй - зачем рассматривать ситуацию, которая приводит к бесконечному числу задач, если можно управляя каким-либо другим, более понятнным и контролируемым параметром ( типа концентрации электронов )

Мы им не можем управлять чисто по своему усмотрению потому что кое-чего(...сами знаете) совсем не знаем.

> не зарываться в такие дебри?

А без таких дебрей никак, если мы чистые теоретики

> А если и там все будет сложно - то нафик нужен такой прибор ибо от него "мало шерсти и много криков"

Если прибор выдаёт требуемые характеристики, то то начихать нам и на глубокую теорию, и на крики впридачу

> И отсюда следует еще один вывод, который я тоже озвучивал - в качестве штатного встроенного варианта такому устройству на истребителе не место - лишний груз таскать для узкого круга ситуаций ( т.е. 15 км высоты ).

Ещё раз -
15км - это исключительно для облечения вам задачи

yacc> Вот про медную проволоку как раз интересно На вскидку: удельное сопротивление меди 0.0177 мкОм*м ( при площади 1 мм² ) т.е. сопротивление вашего куска провода порядка 0.58 мкОм или грубо 0.0000005 Ом. Как вы его мерить собираетесь?...

гм... я думал будет лучше...
Вам полезно-таки эту лабу проделать в реале.
Результат вас удивит, даже если ток и напряжение будете мерить стрелочным прибором с погрешностью 5%.
(проволчка такая выбрана чисто, что бы не было слишком больших токов и любой лабораторный БП можно было заюзать)

yacc>> Вот про медную проволоку как раз интересно На вскидку: удельное сопротивление меди 0.0177 мкОм*м ( при площади 1 мм² ) т.е. сопротивление вашего куска провода порядка 0.58 мкОм или грубо 0.0000005 Ом. Как вы его мерить собираетесь?...
Shurik> гм... я думал будет лучше...

Ну попутал человек метры с миллиметрами ошибка всего на шесть порядков

Shurik> Вам полезно-таки эту лабу проделать в реале.
Shurik> Результат вас удивит, даже если ток и напряжение будете мерить стрелочным прибором с погрешностью 5%.
Shurik> (проволчка такая выбрана чисто, что бы не было слишком больших токов и любой лабораторный БП можно было заюзать)

Любопытно стало о чем это вы? О ТКС?

yacc>>> Вот про медную проволоку как раз интересно На вскидку: удельное сопротивление меди 0.0177 мкОм*м ( при площади 1 мм² ) т.е. сопротивление вашего куска провода порядка 0.58 мкОм или грубо 0.0000005 Ом. Как вы его мерить собираетесь?...
Shurik>> гм... я думал будет лучше...
tarasv> Ну попутал человек метры с миллиметрами ошибка всего на шесть порядков

Уппс... - да перепутал ( исчезновение одной буквочки не заметил, а ее отсутсвие дает разницу в 6 порядков для площади Но даже в таком случае будет 0.58 Ом и порядка двух ампер. И останется влияние контактов и потребуется действительно лабораторный блок питания, а не батарейка и будет ТКС ( Расчет параметров проволоки ).
Делал я подобную лабу. При таких значения тока расхождение теории с практикой получалось порядка 30-50% .