利用地面激光发射装置测量地球磁场

2011-02-28朱建东

资源环境与工程 2011年3期

关键词：人造卫星磁场强度科研人员

利用地面激光发射装置测量地球磁场

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朱建东，编译.刘源骏，校.

一般来说，人们在寻找油气田、追踪飓风运行轨迹或者探测地球深部结构等工作时，都需要通过接收人造卫星的数据信号来测量地球的磁场，这需要支付高额的费用。

美国加利福尼亚大学的物理学家巴克尔(Budker)教授最近提出一种相对经济的测量方式——利用地面式激光发射仪来测量地球磁场。

其工作原理:在地表以上约90 km的高空有一层呈高电离态的钠原子层(厚度约10 km)。科研人员通过车载激光装置(图中右车)，向钠原子层发射高能激光束，在高能激光束的激发下，高空钠原子层所发出的共振荧光被地面另一车载接收装置(图中左车)捕获。科研人员发现，当车载激光的频率等于钠原子的自旋频率时，钠原子层所发出的共振荧光强度将达到最大值。同时由于本地的地球磁场强度与高空钠原子的自旋频率存在着某种函数关系，因此通过调节车载激光的发射频率就可以间接地测量出本地的地球磁场强度。

科研人员同时还发现，通过地面式激光发射仪来测量地球磁场可以避免接收人造卫星信号所带来的几个负面影响。众所周知，人造卫星在高空中是以极高的速度运行的，因此难以捕捉到某一地点地球磁场强度的细微变化，同时卫星传回的数据所对应的测量点与实际观测点之间，总会存在一定的误差。人造卫星上所搭载的电子仪器往往是金属制品，这对于地球磁场强度的测量也会有一定的影响。