外日球层探测

课程编码：082500M02004H 英文名称：Exploration of Outer Heliosphere 课时：40 学分：2.00 课程属性：一级学科普及课 主讲教师：郭孝城等

本课程是空间物理学专业研究生的专业课。课程主要通过介绍外日球层的空间物理的基本概念和过程，以及最新的观测结果，让学生了解外日球层中太阳风和星际等离子体、中性原子、宇宙线等各成份的传输和相互作用机理，并熟悉和掌握相关的理论知识、数值模拟和数据分析方法。

电动力学，空间等离子体物理，空间等离子体数值模拟，磁流体力学

第一章 外日球层结构和理论描述方法
第1节 外日球层的早期概念和模型（等离子体） 1学时
第2节 外日球层的早期概念和模型（中性原子） 1学时
第3节 日球层内Lyman-α散射 1学时
第二章 外日球多成份数值模型
第1节 星际介质和太阳风参数 1学时
第2节 早期的太阳风-星际介质相互作用模型 1学时
第3节 现代的太阳风-星际介质相互作用模型 1学时
第4节 模型预测及与观测事实的对比 1学时
第三章 日球层内的星际气体
第1节 日球层内的星际气体 0.5学时
第2节 日球层离子的来源 1学时
第3节 拾起离子PUIs的传播 1学时
第4节 异常宇宙线ACRs 0.5学时
第四章 终止激波和日球层顶的穿越
第1节 行星际探测与终止激波的穿越 1学时
第2节 内日球层鞘区 0.5学时
第3节 日球层顶穿越 0.5学时
第4节 能量中性原子的遥感探测 1学时
第五章 星际空间的探测
第1节 星际空间的等离子体探测 1学时
第2节 宇宙线特性分析 0.5学时
第3节 星际空间的磁场 0.5学时
第六章 宇宙射线传播理论
第1节 宇宙射线的发现及其研究历史 1学时
第2节 宇宙射线扩散与行星际磁场湍流的关系 1学时
第3节 宇宙射线行星际传播方程 1学时
第4节 传播方程的力场近似解1 1学时
第5节 传播方程的力场近似解2 1学时
第七章 银河宇宙线太阳调制理论
第1节 银河宇宙射线太阳调制的各种相关物理因素 1学时
第2节 漂移运动对于银河宇宙射线传播的影响 1学时
第3节 扩散系数张量在不同坐标系下的变化 1学时
第4节 银河宇宙射线太阳调制的外边界 1学时
第5节 星际能谱的观测 1学时
第八章 银河宇宙线瞬时事件
第1节 银河宇宙射线瞬时事件简介 1学时
第2节 福布斯下降事件的数值模拟及并和作用区在外日球层对于宇宙射线传播的影响 1学时
第九章 日球层的磁场和湍流
第1节 静态日球层 0.5学时
第2节 日球磁场的闭合性 0.5学时
第3节 瞬态和精细的磁场结构 0.5学时
第4节 太阳磁场的周期变化 0.5学时
第5节 太阳风磁场湍流的理论描述 0.5学时
第6节 太阳风磁场湍流的径向发展 0.5学时
第十章 星际介质的天体物理学
第1节 星际介质的概述和研究历史 0.3学时
第2节 星际介质生态系统 0.3学时
第3节 星际介质的相和三相模型 0.3学时
第4节 星际磁场 0.3学时
第5节 星际介质的研究手段 0.3学时
第6节 星际激波 0.5学时
第7节 星际介质的循环 0.5学时
第8节 星际介质的加热和冷却 0.5学时
第十一章 太阳系行星等离子体环境
第1节 行星磁场环境 0.8学时
第2节 行星磁层结构和特性 0.8学时
第3节 行星大气环境 0.8学时
第4节 行星极光特性 0.6学时
第十二章 外日球层/星际空间的卫星探测
第1节 日球层探测研究的重要性 0.6学时
第2节 日球层探测的环境要素 0.6学时
第3节 日球层探测的飞船计划 0.6学时
第4节 日球层的未解之谜 0.6学时
第5节 中国的日球层探测项目进展 0.6学时
第十三章 日球层粒子探测和定标
第1节 空间粒子探测仪器简介 0.3学时
第2节 朗缪尔探针 0.3学时
第3节 法拉第杯 0.3学时
第4节 等离子体分析仪 0.3学时
第5节 质谱仪 0.3学时
第6节 中高层大气中性气体质谱仪 0.3学时
第7节 中性原子成像仪 0.3学时
第8节 半导体探测器 0.3学时
第9节 等离子体波分析仪 0.3学时
第10节 定标方法和在轨表现 0.3学时
第11节 期末考试 3学时

课程由11节组成，分别由三位教师授课：
第1-5节，16学时，郭孝城（中国科学院国家空间科学中心）
第6-8节，12学时，罗熙（中国科学院国家空间科学中心）
第9-12节，12学时，李晖（中国科学院国家空间科学中心）