太陽磁像儀

測量太陽活動區的磁場和普遍磁場並顯示磁圖的一種儀器。它是根據逆塞曼效應原理設計的。所謂逆塞曼效應,是指在磁場作用下,光譜中某些對磁場敏感的吸收線發生分裂的現象。圖1表示簡單的三分裂,即正常逆塞曼效應。磁場平行於視線方向(縱向磁場)時,譜線分裂成左鏇和右鏇圓偏振的兩條支線。磁場垂直於視線方向(橫向磁場)時,譜線分裂成三條支線,當中的π線是線偏振,旁邊兩條σ 支線是部分線偏振。支線間的距離稱為裂距 (ΔλH),它同磁場強度成正比。對於黑子強磁場(約數千高斯),在太陽攝譜儀入射狹縫前加上適當的分析偏振光的器件,便可在攝有磁場敏感譜線的光譜底片上直接測出裂距,從而獲得黑子內的磁場強度。

太陽磁像儀

正文

測量太陽活動區的磁場和普遍磁場並顯示磁圖的一種儀器。它是根據逆塞曼效應原理設計的。所謂逆塞曼效應,是指在磁場作用下,光譜中某些對磁場敏感的吸收線發生分裂的現象。圖1表示簡單的三分裂,即正常逆塞曼效應。磁場平行於視線方向(縱向磁場)時,譜線分裂成左鏇和右鏇圓偏振的兩條支線。磁場垂直於視線方向(橫向磁場)時,譜線分裂成三條支線,當中的π線是線偏振,旁邊兩條σ 支線是部分線偏振。支線間的距離稱為裂距 (ΔλH),它同磁場強度成正比。對於黑子強磁場(約數千高斯),在太陽攝譜儀入射狹縫前加上適當的分析偏振光的器件,便可在攝有磁場敏感譜線的光譜底片上直接測出裂距,從而獲得黑子內的磁場強度。

低於幾百高斯磁場的譜線裂距太小,難於直接測量。必須藉助於間接的方法,即在磁場敏感譜線輪廓某些固定位置上,測量出具有不同偏振狀態的分裂支線間的強度變化,進而計算出磁場強度。太陽磁像儀就是用這種間接方法來測定磁場的。圖2所示為縱向磁場的測量原理,實線和虛線分別表示兩條相反圓偏振支線的輪廓,探測器對準輪廓翼部某個位置,測定兩支線強度差,便可得到與它成正比的縱向磁場。至於橫向磁場的測量就比較複雜,需要提高探測器的靈敏度和精密度,並使探測器對準譜線輪廓中央,才能測定。

磁像儀測量的是太陽輻射的偏振狀態。由於光線被傾斜鏡面反射和儀器的其他缺陷,會出現附加的儀器偏振。在測量縱向磁場時,通過相減手續可自動消去儀器偏振。但在橫向磁場測量中沒有相減過程,儀器偏振同橫向磁場引起的偏振混淆在一起,這便增加了測量的複雜性。根據所用探測器類型的不同,太陽磁像儀可以分為三種:太陽光電磁像儀太陽照相磁像儀太陽視頻磁像儀。它們各具特點,都可用於測量太陽的表面磁場。
參考書目
 葉式煇編著:《天體的磁場》,科學出版社,北京,1978。

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