Методика определения геометрических размеров кометных ядер Текст научной статьи по специальности «Физика»

Методика определения геометрических размеров кометных ядер

Снеткова Ю. А.

Физико-математические и технические науки

В работе [1] были представлены численные результаты некоторых физических характеристик ядер короткопериодических комет, в частности, значения радиусов кометных ядер. в данной статье мы представляем подробную методику определения геометрических размеров ядер комет, на основе которой получено аналитическое выражение для радиуса кометного ядра.

Для определения радиуса ядра кометы необходимо, прежде всего, знать зависимость интенсивности излучения, пришедшего от ядра кометы и фиксируемого наблюдателем, от интенсивности излучения, падающего на ядро от Солнца. Для поиска указанной зависимости необходимо ввести понятия геометрического альбедо АО и фазовой функции у(а) ядра кометы.

Фазовым углом а называется угол между направлениями на источник излучения и наблюдателя при наблюдении с тела, отражающего излучение. Под геометрическим альбедо ядра понимается отношение интенсивности излучения, отраженного телом под фазовым углом а=0°, к интенсивности излучения, отраженного абсолютно зеркальным ламбертовским диском того же геометрического поперечного сечения в том же направлении. Фазовая функция определяется отношением интенсивности излучения, рассеянного телом в направлении фазового угла а, к интенсивности излучения, рассеянного телом в направлении а=0°, т.е.

7 (а) =

^ (а) (0)'

(1)

Мьп= I.

(2)

1О в данном направлении, т.е.

£Ш = йф

dS ■ йЮ ЙЮ

(4)

где йР^ — интенсивность излучения, отраженного ламбертовым абсолютно зеркальным диском в направлении а=0°. Следовательно,

I О

= Ьш ■ АО = АО, АО = —, п А

где О — площадь геометрического сечения диска, Д — расстояние от диска до точки наблюдения.

Таким образом, интенсивность излучения, нормально упавшего и отраженного ламбертовым абсолютно зеркальным диском с геометрическим сечением

Iю = I

оЬ а 2 1пс'

пА

(5)

О в направлении а=0° на расстоянии Д от диска, определяется выражением вида:

Далее рассмотрим физическую систему «Солнце — ядро кометы — Земля».

Интенсивность солнечного излучения, отраженного ядром кометы в направлении фазового угла а, регистрируемая на расстоянии Д от данного тела (здесь Д — геоцентрическое расстояние), определяется выражением вида:

Следовательно, у (0)=1.

Рассмотрим систему «Солнце — абсолютно зеркальный диск Ламберта». Обозначим интенсивность солнечного излучения, нормально упавшего на поверхность диска, I Поскольку диск абсолютно зеркальный, он отражает все падающее на него излучение. Следовательно,

= Ав] (а) 12 = Ав] (а)

в

пА

2 1 тс '

(6)

При этом интенсивность солнечного излучения, падающего на ядро кометы, находящееся на гелиоцентрическом расстоянии г есть

I = /■

1П С ^ 5

ал

л2

где Мъв — интегральная светимость диска Ламберта.

Согласно закону Ламберта, связь между интегральной светимостью диска М° и его яркостью Ь1В представляется в следующем виде:

Мьо=п Ььо. (3)

Таким образом, Ь1° = .

п

Яркость характеризует свойство излучения элемента излучающей поверхности в определенном направлении и равна потоку 1Ф, излучаемому проекцией ее элемента на плоскость, перпендикулярную этому направлению, отнесенному к площади этой проекции 18 и к бесконечно малому телесному углу

V )

(7)

где я0=1 а.е., /^„=1330 Вт/м2 — солнечная постоянная.

Предполагается, что рассеянное ядром кометы излучение имеет такой же спектральный состав, что и падающее. Если при измерении интенсивности используются фильтры, то /тп должна быть заменена постоянной соответствующей данному фильтру. Для наземных наблюдений расстояние Д и фазовый угол а можно рассматривать как постоянные величины. в результате интенсивность 1оЫ представляется выражением:

1оы = Аа1 (а)

О/.

[ ПИвг 1 / Л 2

[ 1' а

пЛ2

(8)

V гы J

Всероссийский журнал научных публикаций, май 2011

5

Влияния свойств перлитовой породы различных месторождений армении на характеристики вспученного перлита

Меликсетян Г А.

Пусть mplat и — видимый блеск и интенсивность излучения эталонного объекта наблюдений, а moЬs и — видимый блеск и интенсивность излучения, приходящего от исследуемого объекта (кометы). Тогда справедливо следующее соотношение между параметрами (формула Погсона):

I.

obs

I

= 10

-°Mmobs -mpat )

(9)

pat

В качестве эталонного объекта мы используем Солнце, находящееся на гелиоцентрическом расстоянии a„, блеск которого есть m (mIredl=-27.22,

0' r sun v sun '

m[V?=-26.74), а интенсивность — f . Следовательно,

sun sun

выражение (9) можно представить в виде:

' nhs - ^ -0.4( mi —m ) obs =10 0"s sun

fsi

(10)

Так как площадь геометрического сечения ядра есть 0=жЯ2к, то с учетом (8) и (10) выражение для радиуса ядра представляется в виде:

Rn rN

V a 0 J

10

-0A(mobs -

m )

sunJ

(11)

Aoi (a)

В сравнительном анализе значений блеска ядра кометы в разные моменты времени удобно использовать его гелиоцентрический блеск тм, связанный с видимым блеском тоЫ соотношением вида:

mhel = m

obs

- 5lg

rN A

41(0)

a.

(12)

В итоге аналитическое выражение для радиуса кометного ядра с учетом (11) и (12) представляется в виде:

rn = a0-

10

—0.4(m7 7—m )

v hel sun}

(13)

A

Таким образом, для определения радиуса ядра кометы необходимо знать два параметра — гелиоцентрический блеск и геометрическое альбедо ядра.

Список использованных источников

1. Снеткова Ю. А. Новые оценки радиуса, массовой плотности и массы ядер 10 короткопериодических комет // Всероссийский журнал научных публикаций, март 2011. С.5-6.

Информация об авторе

• Снеткова Ю. А. // инженер-конструктор ФГУП ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс», г. Самара.

Процесс получения вспученного перлита происходит благодаря наличию двух типов воды в перлитовой породе. в настоящее время большинство исследователей склоняются к тому, что вода в перлитах находится главным образом в виде молекулярной воды и виде ОН-групп. Кроме молекулярной воды , представленной ассоциированными молекулами, заполняющими полости и каналы, на поверхности перлита располагаются гидроксильные группы, связанные с каркасом водородной связью [1-4]. На термограммах перлитов наблюдается два пика удаления воды — 350-500 и 900-1000оС. Т.е. в перлитах имеется, соответственно, низкотемпературная (вторичная вода) и высокотемпературная (первичная или магматическая вода). Основная роль во вспучивании перлитов отводиться магматической воде, которая вошла в состав перлитов в процессе их образования. Низкотемпературная же вода играет роль плавня и снижает температуру вспучивания перлитового сырья.

Ранее проведенные исследования [5] показали, что, при изучении перлитов различных месторождений Армении, получены идентичные результаты: коррелируе-мость основных физико-механических свойств породы, таких как прочность , пористость, водопоглощение с ее плотностью.

В случае классификации породы по плотности и крупности наблюдается связь между количеством вспучивающей воды и указанными показателями [6]. Классификация перлитовой породы по плотности и крупности дает возможность получения однородного сырья с гарантированным набором свойств и обеспечения потребителя качественным сырьем для производства вспученного перлита с улучшенными и стабильными характеристиками.

Цель исследований заключалась: во-первых, в получении вспученного перлита с улучшенными свойствами, использование которого в перлитовых изделиях повысит показатели их эксплуатационных и функциональных характеристик; во-вторых, во взаимоувязке свойств сырья и продукта для более рационального и эффективного их применения, а также в установлении сравнительной оценки технологических свойств перлитов различных месторождений Армении.

Постановка задачи

Исходя из поставленных целей и результатов анализа существующих данных решено узкофракционированное перлитовое сырье, согласно ГОСТ 25226-96, полученное путем дробления, измельчения и просева пемзовидных, пористых, слабопористых и плотных разновидностей, характеризующее Арагацкое, Джраберское, Арегское и Чаренцаванское месторождения перлитов вспучить в лабораторной шахтной печи, имитирующей производственные условия. Процесс вспучивания проводился при температуре 950оС. Насыпные плотности вспученного перлита приведены в табл. 1—4. Рассчитаны также коэффициенты вспучивания и определены модули крупности полученных песков.