Войти
Некогерентное рассеяние - это тип явления рассеяния в физика. Этот термин чаще всего используется при описании рассеяния электромагнитной волны (обычно световой или радиочастотной) случайными колебаниями в газе из частиц (чаще всего электронов).
Самый подходящий известное практическое применение известно как теория радара некогерентного рассеяния, наземный метод изучения ионосферы Земли, впервые предложенный профессо r Уильям Э. Гордон в 1958 году. луч радара, рассеивающий электроны в ионосферной плазме, создает некогерентное отражение рассеяния. Электромагнитная волна проходит через атмосферу, каждый из электронов в ионосферной плазме по существу действует как антенна, возбуждаемая входящей волной, и волна повторно -излучаемый электроном. Поскольку все электроны движутся с разными скоростями в результате динамики ионосферы и случайного теплового движения, отражение от каждого электрона также доплеровское смещено. Затем приемник на земле принимает сигнал, состоящий из суперпозиции переизлученных волн от всех электронов на пути приходящей волны. Поскольку положительно заряженные ионы, также присутствующие в ионосфере, на несколько порядков массивнее, они не так легко возбуждаются приходящей электромагнитной волной, как электроны, поэтому они не излучают повторно сигнал. Однако электроны стремятся оставаться рядом с положительно заряженными ионами. В результате функция распределения ионосферных электронов модифицируется более медленными и более массивными положительными ионами - флуктуации электронной плотности связаны с температурой, распределением масс и движением ионов. Сигнал некогерентного рассеяния позволяет измерять плотность электронов, температуру ионов и температуру электронов, ионный состав и скорость плазмы.
Если в ионосфере присутствует большее количество электронов, то будет больше индивидуально отраженных электромагнитных волн, которые достигают приемника, что соответствует большей интенсивности эха в приемнике. Поскольку количество энергии, отраженной отдельным электроном, известно, приемник может использовать измеренную общую интенсивность для определения электронной плотности в выбранной области.
Поскольку каждый из отдельных электронов и ионов демонстрирует случайное тепловое движение, полученное эхо не будет иметь точную частоту, на которой оно было передано. Вместо этого сигнал будет состоять из диапазона частот, близких к исходной частоте, поскольку он представляет собой суперпозицию множества отдельных отражений со смещением Доплера. Тогда ширина диапазона соответствует температуре ионосферы. Более высокая температура приводит к большей тепловой скорости, что приводит к большему доплеровскому сдвигу и большему распределению принимаемой частоты. Однако важно отметить, что тепловое поведение электронов и ионов различается. Ионы на несколько порядков массивнее и не взаимодействуют с излучаемым теплом так же, как электроны. В результате температура электронов и температура ионов различаются.
Если ионосферная плазма находится в движении как единое целое, то в полученных данных также будет общий доплеровский сдвиг. Это можно увидеть как сдвиг средней частоты, который показывает общий дрейф ионов в ионосфере.
.
