原子模型對散射偏振理論輪廓的影響
本文選題:太陽 + 磁場 ; 參考:《天文學報》2014年05期
【摘要】:太陽磁場的診斷是太陽物理研究中非常重要的一部分.斯托克斯參量I、Q、U和V可以用來完整描述偏振光的信息,對觀測得到的斯托克斯光譜進行反演可以診斷太陽磁場的信息.近幾十年來,塞曼效應(yīng)成為磁場診斷的主要手段,利用塞曼效應(yīng)使譜線產(chǎn)生的分裂可以診斷強度達到幾百高斯的強磁場,但是在太陽寧靜區(qū)中存在大量強度小于100 Gs的弱磁場,對于弱磁場可以利用漢勒效應(yīng)來診斷,應(yīng)用漢勒效應(yīng)診斷弱磁場一直是磁場診斷的主要內(nèi)容之一,需要對偏振的產(chǎn)生機制有更完整的理解.文章的主要內(nèi)容是研究在采用不同原子模型的假設(shè)下,由散射產(chǎn)生的譜線輪廓的區(qū)別,以及在存在磁場時,不同原子模型譜線的漢勒效應(yīng)的區(qū)別.以中性鎂為研究對象,選取了7能級、4能級和2能級原子模型,分別研究了這幾個原子模型對散射偏振和漢勒效應(yīng)的影響.發(fā)現(xiàn)2能級原子模型和多能級(7能級和4能級)原子模型產(chǎn)生的譜線的偏振度有很大的區(qū)別,并且在2能級原子模型假設(shè)下b_4線不存在下能級的漢勒效應(yīng),但是在多能級的原子模型下b_4線仍存在下能級的漢勒效應(yīng).對比7能級原子模型和4能級原子模型,譜線的偏振度只有很小的變化,漢勒效應(yīng)的表現(xiàn)也基本相同.主要結(jié)論如下:在利用中性鎂b 3線的線偏振輪廓Q/I反演磁場時,至少需要采用4個能級的原子模型.這主要依賴于譜線形成區(qū)域的原子的能級分布,原子能級占有數(shù)多的能級在研究中是必須考慮的.
[Abstract]:The diagnosis of solar magnetic field is a very important part of the study of solar physics. The Stokes parameters I _ (Q) _ (U) and V can be used to describe the information of polarized light completely, and the information of the solar magnetic field can be diagnosed by inversion of the observed Stokes spectrum. In recent decades, Zeeman effect has become the main method of magnetic field diagnosis. The splitting of spectral lines produced by Zeeman effect can diagnose a strong magnetic field with a intensity of several hundred Gao Si, but a large number of weak magnetic fields with intensity less than 100Gs exist in the quiet region of the sun. The weak magnetic field can be diagnosed by using the Hanler effect, which is always one of the main contents of magnetic field diagnosis. It is necessary to have a more complete understanding of the mechanism of polarization. The main content of this paper is to study the difference of spectral line profile generated by scattering under the assumption of different atomic models and the difference of Hansel effect of different atomic model lines in the presence of magnetic field. Taking neutral magnesium as the research object, the influence of these atomic models on scattering polarization and Hansel effect is studied by selecting 7 energy level 4 level and 2 level atomic model. It is found that the polarization degree of the spectral lines generated by the two-level atom model is quite different from that generated by the multi-level atomic model, and the Hanler effect of the lower energy level does not exist in the b4 line under the assumption of the two-level atomic model. However, under the multi-level atomic model, the Hanler effect of the lower energy level still exists in the bStud _ 4 line. Compared with the 7-level atomic model and the 4-level atomic model, the polarization degree of the spectral line has only a small change, and the Hamler effect is basically the same. The main conclusions are as follows: when using the linear polarization profile Q / I of neutral Mgb3 line to retrieve the magnetic field, at least four energy level atomic models should be used. This mainly depends on the energy level distribution of atoms in the region of spectral line formation, and the energy level with more atomic energy level must be considered in the study.
【作者單位】: 中國科學院云南天文臺;中國科學院大學;
【基金】:國家自然科學基金項目(11078005,11373065) 973項目(G2011CB811400)資助
【分類號】:P182.7
【共引文獻】
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,本文編號:1876533
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