Virmaliste füüsika on küllaltki keeruline. Et seda mõista, tuleb omada ettekujutust, mis on kosmiline kiirgus, kuidas liiguvad laetud osakesed magnetväljas, milline on Maa magnetvälja struktuur, mis on luminestsents jne. Et vastata pealkirjas toodud küsimusele, tuleb uurida laetud osakeste käitumist homogeenses ja mittehomogeenses magnetväljas. Järgneval joonisel on vasakul kujutatud homogeenset ja paremal mittehomogeenset magnetvälja. Homogeense magnetvälja korral on B vektor kogu ruumis ühesuguse pikkuse ja suunaga. Homogeense välja magnetilise induktsiooni jooned (jõujooned) on omavahel paralleelsed sirged, mille vahekaugus ei muutu. Kui laetud osake lendab homogeensesse magnetvälja risti magnetilise induktsiooni joontega, hakkab ta liikuma ringjoonelisel orbiidil. See on nii sellepärast, et Lorenzi jõud on igal hetkel risti osakese kiirusvektoriga. Kõrvaloleval joonisel on skemaatiliselt
t. Mittehomogeense keskkonna omadused on ruumi erinevates osades erinevad. Rangelt võttes on peaaegu alati tegemist mittehomogeense keskkonnaga. Maapinna osakeste ja vee segu veekogu pinna lähedal pärast vihma on näide keskkonna mittehomogeensusest, kus parameetrid ja muutuvad sõltuvast sügavusest. Ionosfääri, kui gaasilist positiivsete, negatiivsete ja neutraalsete osakesi segu, võib vaadelda nagu elektromagnetiliselt mittehomogeenset keskkonda. Vaatamata sellele, et parameeter on ligikaudu üks, omades murdumistegurit n = 1.00026-1.00038 atmosfääri alumiste kihtide jaoks, põhjustavad temperatuuri, niiskuse ja õhurõhu muutused siiski olulisi kõikumisi EM kiirguse jaoks optilises diapasoonis ja kiirguse ,,paindumist levil paralleelselt maapinnaga pikematel EM lainepikkustel. 2. ELEKTROMAGNETILISE VÄLJA VÕRRANDID 1. Maxwell'i võrrandid integraalsel kujul. IRT0110_06_maxwell.pdf
Selle võrrandi üldlahend avaldub kujul y = c1y1(x) Algus sama küsimusega 11 kuni üleminek polaarkoodrinaatidele kirjuta sama. + ... + cnyn(x), kus y1(x), ... , yn(x) on võrrandi lahendite fundamentaalsüsteem(s.o. n lineaarselt sõltumatut lahendit). Vaatleme x = pcos sin lineaarset mittehomogeenset võrrandit y^n + p1y^(n-1) + ... + pny = f(x), mille kordajad p1,...,pn on konstandid ja f on argumendi y = psin sin x funktsioon. Võrrandi üldlahend avaldub kujul y = yk + y0, kus Yk on vastavad homogeense võrrand y^n + p1y^(n-1) + ... + pny
.., 𝑦𝑛 (𝑥) on võrrandi (1) lahendite Teisendame seda avaldist pidades silmas, et summa tuletis on tuletiste summa, saame fundamentaalsüsteem (s.o. n lineaarselt sõltumatut lahendit). Vaatleme lineaarset mittehomogeenset 𝑥𝜑 𝑥𝜓 𝑥𝜌 −𝜌 sin 𝜑 sin 𝜓 𝜌 cos 𝜓 cos 𝜑 sin 𝜓 cos 𝜑 võrrandit. 𝑦 (𝑛) + 𝑝1 𝑦(𝑛−1) + . . . + 𝑝𝑛 𝑦 = 𝑓(𝑥), mille kordajad 𝑝1,..