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太阳是离地球最近的恒星,太阳上的各种活动,如耀斑、日冕物质抛射、太阳风等,这些现象将影响人造卫星、无线电通讯、电力系统等,因而对太阳活动规律的研究对人类有着重大的意义。而这些活动主要受磁场的支配,因此对太阳磁场性质和起源的研究就具有极其重要的意义。太阳发电机理论就是要解释太阳磁场的起源、特征以及太阳活动的周期性变化。
本文首先简单回顾了太阳黑子和太阳周期相关的观测,调研了太阳发电机理论的发展过程,介绍了太阳发电机的三个基本要素:较差自转,子午环流和磁扩散率。接着介绍了基于平均场的Babcock-Leighton发电机,界面发电机和通量输运发电机；非轴对称发电机,MHD模拟和小尺度发电机并总结了它们存在的优点和不足。由于发电机理论始于磁场感应方程,而感应方程的第一项来自于广义欧姆定律,而在完全电离的二流体等离子体中,漂移速度的大小与粒子电荷的符号以及粒子的质量无关,所以就不会出现漂移电流,电流只在磁场的方向上产生。我们研究了由电子和离子组成的二流完全电离等离子体模型,理论推导了在没有外力作用下的等离子体的解和有外力作用时的解。发现在这样的等离子体中通常用的欧姆定律并不适用。通过解电子和离子的基本方程,我们获得了等离子体粘滞电流的公式,然后我们把太阳的较差自转公式代入粘滞电流中,即可以求出太阳里面的粘滞电流,最后我们利用毕奥.萨伐尔定律算出了由粘滞电流产生的太阳外面磁场矢量图和磁力线图。下一步我们将把外力考虑进去并在部分电离等离子体里去研究太阳磁场的产生或演化问题。
同时我们也研究了同步辐射在天文上的应用。推导了在不采用近似情况下单位立体角单位频率间隔的同步辐射能量,分析了同步辐射在低频波段能量的角分布,并用塔塔里亚一元三次方程求解了低频波段发散角与频率间的精确关系。结果表明随着频率的降低临界角慢慢增加,无限趋于90°。仅在小于30°时,才与Jachson饥算出的值相同。在低频波段(ω<ωc),频率越低,发散角越大。在给定的频率下,Jachson用cosθ近似计算出来的辐射强度随着θ的增加而渐渐地变弱。而我们得到的结果是当θ增加,辐射强度增加；在辐射强度达到最大值后,然后它又慢慢地减小。