Способ определения постоянной верде для льда и горных пород

Изобретение относится к физике, в частности к палеомагнетизму. Достигаемым техническим результатом является дистанционное определение постоянной Верде для льда и горных пород в естественном залегании. Сущность изобретения заключается в том, что измеряют возросший за счет подмагничивания исследуемого горизонта или части его угол поворота плоскости поляризации сигнала и с его учетом дистанционно определяют постоянную Верде.

 

Изобретение относится к физике, в частности к палеомагнетизму.

Известен способ определения постоянной Верде для веществ, оптически прозрачных, включающий их просвечивание многократно отраженным лучом между двумя зеркальными поверхностями, ограничивающими объем изучаемого вещества [1]. Прототип.

Недостатками известного способа являются:

необходимость использования небольших образцов вещества, в частности очень тонких, когда речь идет о многих твердых веществах;

непрозрачность поликристаллического льда и горных пород для оптического диапазона электромагнитных полей при необходимости знать постоянную Верде для диапазона 10-100 МГц;

отсутствие уверенности, что поворот плоскости поляризации происходит только за счет эффекта Фарадея.

Техническая задача заключается в дистанционном определении постоянной Верде для льда и горных пород в их естественном залегании в диапазоне 10-100 МГц.

Предлагается способ определения постоянной Верде для льда и горных пород в естественном залегании, включающий их просвечивание высокочастотным электромагнитным полем, заключающийся в том, что с помощью радиолокационной установки с близко расположенными излучающим и приемным устройствами, содержащими в своем составе горизонтальные магнитные диполи, импульсный генератор магнитных моментов в излучающем устройстве и Squid-магнитометр на основе эффекта Джозефсона в приемном, определяют известным образом - по времени пробега сигнала до отражающей границы и обратно и по скорости его, определяемой по времени пробега прямого сигнала от излучющего устройства до достаточно удаленного приемного, глубину залегания отражающей границы раздела h в подошве исследуемого горизонта или внутри его, измеряют угол поворота плоскости поляризации сигнала (на его пути до отражающей границы и обратно в среде с магнитной индукцией B_z, совпадающей с направлением распространения сигнала. Далее намагничивают в среднем на ΔB_z с помощью вертикального магнитного диполя в постоянном магнитном поле область исследуемого горизонта, содержащую путь сигнала, и повторно измеряют угол поворота плоскости поляризации, который возрастет на величину Δϕ=V2hΔB_z, и отсюда дистанционно определяют постоянную Верде V=Δϕ/2hΔB_z.

Введенный в формулу изобретения такой существенный признак, что определяют по времени пробега сигнала до отражающей границы и обратно и по скорости его, определяемой по времени пробега прямого сигнала от излучющего устройства до достаточно удаленного приемного, глубину залегания отражающей границы, позволяет определить длину пути, на котором происходит поворот угла плоскости поляризации сигнала.

Введенный в формулу изобретения такой существенный признак, что измеряют угол поворота плоскости поляризации в естественном геомагнитном поле, позволяет определить его величину как за счет эффекта Фарадея, так и, возможно, других механизмов.

Введенный в формулу изобретения такой существенный признак, что область исследуемого горизонта, содержащую траекторию движения сигнала, намагничивают в постоянном магнитном поле того же направления до средней величины ΔВ_z, позволяет увеличить угол поворота плоскости поляризации сигнала на известную величину Δϕ=V2hΔB_z.

Введенный в формулу изобретения такой существенный признак, что измеряют возросший за счет подмагничивания угол поворота плоскости поляризации сигнала, позволяет исключить влияние на него всех прочих факторов и определить дистанционно постоянную Верде для исследуемого горизонта.

Способ осуществляется следующим образом. Он включает просвечивание горизонта или части его, постоянную Верде для которого определяют, с помощью радиолокационной установки с близко расположенными излучающим и приемным устройствами, содержащими в своем составе горизонтальные магнитные диполи, импульсный генератор магнитных моментов в излучающем устройстве и Squid-магнитометр на основе эффекта Джозефсона в приемном, определяют известным образом - по времени пробега сигнала до отражающей границы и обратно и по скорости его, определяемой по времени пробега прямого сигнала от излучющего устройства до достаточно удаленного приемного, глубину залегания отражающей границы раздела h в подошве исследуемого горизонта или какой-либо, контрастной, внутри его. Далее измеряют угол поворота плоскости поляризации сигнала ϕ=V2hB_z на пути 2h до отражающей границы и обратно в среде с магнитной индукцией B_z, совпадающей с направлением распространения сигнала, где V - постоянная Верде. Однако в общем случае, как следует из результатов радиолокационного зондирования льда [2], возможны несколько причин, приводящх к повороту плоскости поляризации сигнала. Чтобы исключить иные, кроме эффекта Фарадея, механизмы поворота плоскости поляризации сигнала, вовлеченный в эксперимент объем исследуемого горизонта или части его намагничивают в постоянном магнитном поле с помощью вертикального магнитного диполя до средней на пути сигнала величины ΔB_z, поскольку с глубиной поле вертикального диполя убывает обратно пропорционално кубу расстояния. Затем снова измеряют угол поворота плоскости поляризации сигнала, который возрастет на величину Δϕ=V2hΔB_z. Отсюда дистанционно определяется постоянная Верде V=Δϕ/2hΔB_z. Очевидно, что целесообразно использовать ближайшую к дневной поверхности, достаточно контрастную, отражающую границу раздела, поскольку тогда, при прочих равных условиях, величины ΔВ_Z и Δϕ будут наибольшими.

Преимуществами способа являются:

- постоянная Верде для исследуемого горизонта определяется в его естественном залегании;

- постоянная Верде определяется дистанционно;

- влияние всех прочих механизмов поворота угла плоскости поляризации исключено.

Источники информации

1. Фриш С.Э., Тиморева А.В. Курс общей физики, том III. M.: ГИТТЛ, 1952, 800 с. (См. с.225-228).

2. Богородский В., Бентли Ч., Гудмандсен П. Радиогляциология. Л.: Гидрометеоиздат, 1983, 312 с. (см. с.152-161).

Способ определения постоянной Верде для льда и горных пород в естественном залегании, включающий их просвечивание высокочастотным электромагнитным полем, отличающийся тем, что с помощью радиолокационной установки с близко расположенными излучающим и приемным устройствами, содержащими в своем составе горизонтальные магнитные диполи, импульсный генератор магнитных моментов в излучающем устройстве и Squid-магнитометр на основе эффекта Джозефсона в приемном, определяют по времени пробега сигнала до отражающей границы и обратно и по скорости его, определяемой по времени пробега прямого сигнала в исследуемом горизонте от излучающего устройства до приемного, глубину залегания отражающей границы раздела h в подошве исследуемого горизонта или внутри него, измеряют угол поворота плоскости поляризации сигнала ϕ на его пути до отражающей границы и обратно в среде с магнитной индукцией B_z, совпадающей с направлением распространения сигнала, намагничивают в среднем на ΔB_z с помощью вертикального магнитного диполя в постоянном магнитном поле область исследуемого горизонта, содержащую путь сигнала, и повторно измеряют угол поворота плоскости поляризации, который возрастет на величину Δϕ=V2hΔB_z и дистанционно определяют постоянную Верде V=Δϕ/2hΔB_z.