Учебный эксперимент: наблюдение за солнечной активностью

Комплект оборудования:

Цель эксперимента:

Наблюдение изменения космического потока вследствие солнечной активности

Основа эксперимента:

Интенсивность космических лучей, наблюдаемая на поверхности Земли, находится под влиянием и модуляцией со стороны геомагнитных эффектов, географического положения точки измерения, а также солнечной активности. Между Солнцем и его воздействием на Землю существует тесная связь. Наиболее очевидное влияние — это солнечный свет. Однако существует и другое влияние — связанное с космическими лучами.

Космические лучи делятся на два типа:

• — галактические и внегалактические космические лучи (высокоэнергетические частицы, поступающие из-за пределов Солнечной системы),
• — солнечные энергетические частицы (высокоэнергетические частицы, испускаемые в результате солнечной активности).

Солнечный ветер, непрерывно испускаемый Солнцем, не является постоянным — его характеристики изменяются в зависимости от уровня солнечной активности. Именно неустойчивость солнечного ветра отвечает за изменения потока космических лучей, наблюдаемых на верхних слоях атмосферы Земли.

Многочисленные исследования показали, что цикл солнечных пятен не коррелирует напрямую с числом зарегистрированных космических лучей. Это объясняется тем, что во время солнечного максимума магнитное поле Солнца усиливается, препятствуя проникновению космических лучей в атмосферу Земли. Таким образом, интенсивность космических лучей минимальна, когда солнечная активность находится на максимуме.

Проведение эксперимента:

Подключите кабельные разъёмы двух детекторов SP5622 к входам плиток на задней панели модуля SP5621. Включите модуль SP5621 и запустите сбор данных с помощью кнопки START на передней панели. Когда заряженная частица пересекает чёрную плитку, её энергия преобразуется в сцинтилляционное излучение. Образующиеся фотоны улавливаются фотосенсором и преобразуются в электрический сигнал. Количество срабатываний для каждого сцинтиллятора отображается на дисплее SP5621.

Выберите режим совпадений двух сцинтилляторов с помощью соответствующей кнопки на передней панели, затем задайте время интеграции измерений. Поскольку регистрация событий происходит только при наличии совпадений, все события, вызванные космической частицей, прошедшей только одну сцинтилляционную плитку, будут автоматически отсеяны.

Определите геометрию установки системы и сохраняйте её неизменной на протяжении всего эксперимента. Старайтесь собирать как можно больше данных в течение нескольких дней или даже недель, чтобы можно было провести анализ и понять различные теоретические аспекты, такие как суточные колебания, влияние солнечного ветра и другие эффекты.

Блок-схема экспериментальной установки:

Результаты эксперимента:

Этот эксперимент подводит студентов к увлекательному и важному анализу полученных данных. Собранные данные можно сравнить с информацией, доступной на различных специализированных веб-сайтах, позволяющих в реальном времени отслеживать солнечную активность [RD7].

Сравнивая такие данные, можно выявить корреляции между изменениями потока космических лучей, зарегистрированных системой, и параметрами солнечной активности, такими как скорость солнечного ветра, состояние геомагнитного поля и другие факторы.

Типичная суточная зависимость потока космических лучей (ночь/день) может в некоторых случаях изменяться под влиянием изменений солнечной активности: