Interference in the photodissociation (photoionization) by two close-lying frequencies

Summary The problem of photodissociation (photoionization) by two close-lying frequencies (two modes of a laser or two different lasers) is examined. In the case of one bound state and one continuum the problem is solved analytically and the solution is used to show that the photodissociation (photoionization) yield is reduced due to the interference between the two competing channels (i.e. absorption from one or the other photon mode). It is also shown that the population flow into the continuum happens simultaneously with a relevant photon redistribution between the two modes.

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Riassunto Si studia il problema della fotodissociazione (fotoionizzazione) ad opera di due frequenze vicine. Nel caso di un solo stato legato accoppiato dalla radiazione ad un continuo, si ricava una soluzione analitica del problema. Tale soluzione è adoperata per mostrare che la resa del processo è ridotta a causa dell'interferenza fra i due canali competitivi (assorbimento di uno o dell'altro fotone). Si mostra anche che contemporaneamente al flusso nel continuo si verifica una ridistribuzione dei fotoni fra i due modi.

     

Selective tunnelling effects in collinear chemical reactions

Summary Tunnelling contributions to the reactive probability of both early- and late-barrier reactions are investigated. For the first class of reactions a new type of tunnelling effect taking place at high translational energy is discussed. For both reactions relations linking tunnelling features to the type of energy promoting reactivity are discussed with regard to the barrier location.

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Riassunto Si esamina il contributo dell'effetto tunnel alla probabilità reattiva per reazioni con barriera anticipata e con barriera posticipata. Per la prima classe di reazioni si discute un nuovo tipo di effetto tunnel che ha luogo ad alte energie traslazionali. Per ambedue i tipi di reazione si discute il nesso esistente tra le caratteristiche dell'effetto tunnel e la forma di energia che è capace di favorire la reazione in relazione alla posizione della barriera.

     

Many-body effects in the electron spectroscopies of incompletely filled bands

Summary Photoemission and Auger line shapes from almost completely filled bands have been widely discussed in recent years within a simplified model based on an Anderson Hamiltonian in which the virtual level shift due to the interactions is suitably compensated for. Up to now, the theory has been much more successful with XPS than with AES, and the reason for this was obscured by the lack of an exact solution and by the difficulty to assess the degree of validity of various approximate treatments that have been proposed. Here we present a Green’s function formalism that allows us to extend the closed band solution to the partially occupied case and lends itself to the exact numerical treatment of finite systems. By applying the theory to 27 and 125 atom clusters, we analyse the dependence of the spectra on hole-hole repulsionU with a degree of unfillingn _h≤0.25. We also consider the case when one of the spin subbands is full as a rough model for ferromagnetic metals. Correlation effects on the one-hole density of states produce a narrowing of the band region, while a split-off structure develops below the band forU comparable to the band width. The low-density approximation is good agreement with the exact results forn _h=0.1 and also forn _h=0.25 for small and moderateU. Our results on the Auger line shapes justify somewhat the suggestion by Haak and Bennetet al. that split-off states observed in photoemission must be discarded before computing the two-hole spectrum. Indeed self-energy corrections must be excluded also in bandlike cases, when the simple procedure of cutting off the unwanted structure is not applicable. This arises because, in a wide range of physical situations, the Auger line shape reflects the mutual scattering of undressed final-state holes.

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Riassunto Il modello teorico piú usato negli ultimi anni per le forme di riga di fotoemissione ed Auger di bande quasi completamente occupate si basa su un hamiltoniano di Anderson in cui lo spostamento del livello virtuale dovuto alle interazioni è opportunamente compensato. Finora la teoria ha dato risultati molto migliori per la fotoemissione che per lo spettro Auger. Le ragioni di ciò non sono chiare poiché non si dispone di una soluzione esatta ed è difficile valutare l’attendibilità delle varie approssimazioni note. Pertanto noi proponiamo un formalismo basato sulle funzioni di Green che permette, nel caso di aggregati finiti di atomi, di estendere la soluzione esatta, nota nel caso di bande chiuse, al caso di bande parzialmente occupate. Applicando il metodo a sistemi di 27 e 125 atomi, analizziamo la dipendenza degli spettri dalla repulsioneU tra lacune, per una concentrazione di lacunen _h≤0.25. Abbiamo considerato anche il caso in cui una delle sottobande di spin è completamente occupata come una prima approssimazione al problema di metalli ferromagnetici. Gli effetti di correlazione restringono il continuo nella densità di stati ad una particella e producono una struttura discreta sotto la banda seU è confrontabile con la larghezza della stessa. L’approssimazione di bassa densità è in buon accordo coi risultati esatti pern _h=0.1 ed anche pern _h=0.25 seU è piccolo o moderato. I nostri risultati sulla forma di riga Auger legittimano in qualche modo quanto suggerito da Haak e Bennetet al., e cioè che il picco satellite di fotoemissione deve essere soppresso nel calcolo della forma di riga Auger. Anzi, tutte le correzioni al propagatore ad un corpo, dovute agli effetti di correlazione, debbono essere escluse anche nel caso di spettri di tipo banda, dove, per l’assenza della struttura satellite in fotoemissione, il procedimento di Bennettet al. non è piú applicabile: infatti nella maggior parte dei casi d’interesse fisico, la forma di riga Auger riflette la dinamica di lacune non rinormalizzate.

     

Diffraction integral for misaligned systems and interference effects of optical arrays

Summary In the present paper, a diffraction integral formula for a misaligned optical system is derived. The interference effects of opticalelement arrays are studied by means of such a formula. The possibility of eliminating interference fringes is discussed. The conclusion is that the interference fringes could be eliminated when the αβγδ condition for arrays is satisfied. The synthetical aberration is simultaneously eliminated. However, in this case, the synthetical image coincides with the individual images. For some special application, the synthetical image does not coincide with the individual images and the αβγδ condition is not fulfilled. But the interference fringes may disappear in some special cases.

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Riassunto La formula di Collins, che esprime il cammino ottico fra un punto del piano oggetto e un punto del piano immagine nel caso di un sistema ottico centrato, è generalizzata al caso di un sistema ottico disallineato. La formula cosí ottenuta è applicata allo studio del fenomeno d’interferenza che ha luogo nel piano della cosiddetta ?immagine sintetica? fra i vari fasci emergenti da una cortina di elementi ottici. Si discutono infine le condizioni in cui non si hanno frange d’interferenza sull’immagine sintetica.

     

A climatological diffusion model for ground level and elevated emissions in a weak-wind area

Summary This paper presents a climatological diffusion model for computing seasonal sulphur dioxide concentrations. The area under investigation is located in the Po Valley (Northern Italy), and is characterized by prevailing conditions of weak winds, with the presence of mountain and valley breeze. A large number of sulphur dioxide sources are located in this area: they are both urban emissions (due to home heating) and industrial emissions. A physical parametrization of the planetary boundary layer was achieved by using the results of experimental campaigns in the site. A detailed source inventory was compiled in order to supply correct input to the model. The paper presents the results obtained by simulations over a period of 2 years. The agreement between measured and computed concentrations confirms the soundness of the physical parametrizations of the model and makes it suitable to use it for planning future urban and industrial emissions in the area.

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Riassunto In questo lavoro si presenta un modello climatologico per lo studio della concentrazione media stagionale di anidride solforosa al suolo. L'area in esame è situata nella pianura Padana ed è caratterizzata da condizioni prevalenti di vento debole, con la presenza di brezze di monte e di valle. In questa zona sono presenti un numero elevato di sorgenti di diversa origine: emissioni urbane (dovute al riscaldamento domestico) ed emissioni industriali. La parametrizzazione fisica dello strato limite planetario è stata resa possibile dalla disponibilità di dati provenienti da campagne di misura effettuate in sito. Allo scopo di fornire al modello un corretto input si è dovuto effettuare un grosso sforzo per compilare un inventario delle sorgenti. In questo articolo si presentano i risultati ottenuti simulando un periodo di due anni. L'accordo tra i dati sperimentali e le concentrazioni simulate dimostra la corretta parametrizzazione del modello e lo rende disponibile come strumento di pianificazione delle emissioni urbane ed industriali nell'area in esame.

     

Evaluations of particulate mass loading from visibility observations and atmospheric turbidity measurements

Summary Three extinction models for urban aerosol particles, having Junge-type size distribution curves, were determined by using a very accurate computer programme based on Mie extinction theory for spherical particles. For each model, the volume extinction coefficients were calculated at seven visible and near-infra-red wave-lengths, for twenty-seven values of Junge parameter ranging from 1.8 to 4.4, and for five values of relative humidity from 0% to 85%. Moreover, the volume extinction coefficients produced by five monomodal models, based on log-normal size distribution curves for urban particles (composed of water-soluble substances, dustlike aerosol, and carbonaceous substances), were calculated at the seven wave-lengths and for five values of relative humidity from 0% to 90%. These monomodal models can be used to define bimodal and trimodal extinction models consisting of variable number fractions of small and large particles. Evaluations of the vertical particulate mass loading from sun photometer measurements and of particulate mass loading at ground level from visibility observations can be obtained by following the procedures suggested herein for both Junge-type and multimodal extinction models. Atmospheric turbidity and visibility measurements taken at various urban stations in the Po Valley were examined by means of the above procedures. The results show that in the cases in which ?ngstr?m's spectral exponent is relatively high (>1.3), Junge-type models give, reliable evaluations of the atmospheric particulate mass loading. In the other cases, the Junge-type extinction model and the bimodal models including the large urban particle mode can be used to determine the lower and the upper limits of particulate mass loading.

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Riassunto Tre modelli di estinzione per particelle atmosferiche di origine urbana, aventi curve di distribuzione dimensionale del tipo di Junge, sono stati definiti usando un programma di calcolo molto accurato per l'estinzione di Mie da parte di particelle sferiche. I coefficienti di estinzione di ogni modello sono stati determinati a sette lunghezze d'onda nel visibile e vicino infrarosso, per ventisette valori del parametro di Junge da 1.8 a 4.4 e per cinque valori dell'umidità relativa dallo 0% all'85%. Inoltre, i coefficienti di estinzione prodotti da cinque modelli monomodali, basati su curve log-normali della distribuzione dimensionale per particelle di tipo urbano (composte di sostanze solubili in acqua, polveri e sostanze carboniose), sono stati calcolati alle sette lunghezze d'onda e per cinque valori dell'umidità relativa dallo 0% al 90%. Questi modelli monomodali possono essere usati per definire modelli di estinzione bimodali e trimodali, composti da particelle di piccole e grandi dimensioni, in percentuali numeriche variabili. Seguendo i procedimenti da noi proposti sia per i modelli del tipo di Junge che per quelli multimodali, valutazioni realistiche del contenuto verticale della massa di particelle possono essere ricavate da misure di fotometria solare, mentre si possono ottenere buone stime del contenuto di massa per volume unitario al livello del suolo da osservazioni di visibilità. Diverse misure di torbidità atmosferica e visibilità eseguite in differenti località urbane della pianura padana sono state esaminate usando questi procedimenti. I risultati mostrano che nei casi in cui l'esponente spettrale di ?ngstr?m è relativamente alto (>1.3), i modelli del tipo di Junge forniscono stime affidabili del contenuto atmosferico di massa delle particelle. Negli altri casi, i modelli di estinzione del tipo di Junge e i modelli bimodali che contengono il modello monomodale di grandi particelle urbane possono essere usati per effettuare una stima di minima ed una di massima del contenuto atmosferico di massa delle particelle.

     

Some effects of elastic prestress within the Earth

Summary A dynamical theory, regarding the superposition of small deformations upon large ones, is applied to the study of the prestress effects in an isotropic medium. The primary configuration is in a dynamic state and no assumption is made regarding the smallness of time derivatives of the displacement field. In this framework, a reciprocity theorem is derived and the representation theorem for the displacement field is obtained in terms of the Green's function. Body force equivalents are derived in terms of the discontinuity of the displacement across the fault surface. The ray theory is briefly reviewed and applied to the study of seismic-wave propagation in homogeneous isotropic media. The prestressed configuration in proximity of the fault surface is treated as a perturbation on seismic waves and its effects are found to be of first order in the perturbation at the origin. The wave front equation and the nodal-surface equation for compressional waves are derived and both are found to suffer significant changes due to the perturbation.

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Riassunto Ci si serve di una teoria dinamica della sovrapposizione di piccole deformazioni su deformazioni grandi per studiare gli effetti del presforzo in un mezzo isotropo. La configurazione primarie è in uno stato dinamico e non si fa alcuna ipotesi sul valore della derivata temporale del campo degli spostamenti. In questo ambito si ottiene il teorema di reciprocità ed il teorema di rappresentazione per il campo degli spostamenti in termini della funzione di Green. Si ottengono le forze di massa equivalenti in funzione della discontinuità dello spostamento attraverso la superficie di faglia. Si passa brevemente in rassegna la teoria, dei raggi e si applica allo studio della propagazione di onde sismiche in mezzi isotropi ed omogenei. La configurazione presforzata in prossimità della superficie di faglia è trattata come una perturbazione sulle onde sismiche e si trova che i suoi effetti sono del primo ordine nella perturbazione all'origine. Si ottengono l'equazioni per i fronti d'onda e per le superfici nodali nel caso delle onde di compressione e si trova che entrambe subiscono variazioni significative dovute alla perturbazione.

     

On the stability of geophysical flows

Summary The stability of the solution of two-dimensional stationary Euler equations for rotating flows with a constant Coriolis force is studied. An Arnold theorem in which some sufficient conditions for the stability are given was used for this purpose. This theorem can be applied to a large class of geophysical flows.

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Riassunto Si è studiata la stabilità delle soluzioni per le equazioni di Eulero stazionarie bidimensionali nel caso di un flusso in rotazione con una forza di Coriolis costante. A tal fine si è fatto uso di un teorema, dovuto ad Arnold, nel quale sono date le condizioni sufficienti per la stabilità del moto. Questo teorema può essere applicato ad una vasta classe di flussi geofisici.

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Work supported by a CNR grant. Progetto Finalizzato Oceanografia.     

Implications of the dilatancy-fluid diffusion theory for aftershock sequences

Summery The dilatancy-fluid diffusion (DFD) theory of the seismic mechanism, derived from studies of rock mechanics, describes the geophysical conditions for faulting in terms of two fundamental parameters: deviatoric stress and pore pressure. The latter allowed the time variable to be included, through a diffusive equation, in the theory of the seismic mechanism. The stress field in proximity of a slipped fault surface is here considered in some detail and its influence on dilatancy and fluid pressure is exploited in order to test the capability of the DFD theory of explaining the evolution in time and space of aftershock phenomena.

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Riassunto La teoria della dilatanza-diffusione fluida (DFD) del meccanismo sismico, ottenuta da studi di meccanica delle rocce, descrive le condizioni geofisiche per la creazione di una faglia attiva in termini di due parametri fondamentali: lo sforzo deviatorico e la pressione nei pori dovuta al fluido. Quest'ultima ha permesso di inserire, attraverso l'equazione di diffusione, il tempo come variabile nella teoria del meccanismo sismico. Si considera qui in dettaglio il campo di sforzo in prossimità della faglia dopo che si è verificato lo scivolamento, e la sua influenza sulla dilatanza e sulla pressione del fluido è analizzata per verificare la capacità della teoria DFD di spiegare l'evoluzione spazio-temporale degli aftershock.

     

Negatively buoyant plume dispersion: a comparison of simple mathematical models, hydraulic simulations and field data

Summary The ground-level concentration distribution for negatively buoyant gases of various densities, emitted from stacks with heights, diameters and exit velocities varying in the typical range of geothermal drilling activities, was studied by means of hydraulic simulations performed in neutral conditions at different flow speeds. These measurements, and a few others taken in the field in nearly neutral and unstable atmosphere during tests of CO₂ release from a geothermal well, were compared with the values expected from a Gaussian formula corrected for denser-than-air, tilted plumes. For calculating theoretical concentrations, three couples of horizontal and vertical plume standard deviations as functions of downwind distance from source were employed: those given by Singer-Smith and Briggs and a third one obtained by our group during a previous water channel experiment. Also the maximum ground-level concentration and its distance from the source were measured in each simulation and compared with the prediction of our Gaussian formula, as well as with a best-fit expression given by Meroney. The concentration pattern χ(x, y, 0) given by the corrected Gaussian formula proved to be in good agreement with experimental data, especially in association with Singer-Smith's or our sigmas. When only maximum g.l. concentrations are needed, also the simple formula suggested by Meroney can give a good approximation.

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Riassunto Una serie di simulazioni in vasca senza stratificazione, condotte a varie velocità della vena idraulica, ha permesso di studiare la distribuzione di concentrazione al suolo dovuta a gas con varie densità maggiori di quella dell'aria, emessi da ciminiere con altezze, diametri e velocità di efflusso variabili entro intervalli tipici delle attività di perforazione geotermica. Queste misure, ed alcune altre ottenute in campo in condizioni di atmosfera circa neutra e instabile durante prove di rilascio di CO₂ da un pozzo geotermico, sono state confrontate con i valori attesi in base ad una formula gaussiana corretta per pennacchi inclinati. Nel calcolo delle concentrazioni teoriche si sono impiegate tre diverse coppie di espressioni per le deviazioni standard orizzontale e verticale del pennacchio: quelle date da Singer-Smith e Briggs ed una terza ottenuta dal nostro gruppo durante una precedente esperienza in canale idraulico. In ciascuna prova si è misurata anche la concentrazione massima al suolo e la sua distanza dalla sorgente; queste quantità sono state raffrontate con le previsioni della formula gaussiana e con una espressione empirica proposta da Meroney. Il campo di concentrazione χ(x, y, 0) dato dalla formula gaussiana corretta è risultato in buon accordo con le misure, specialmente se associato alle sigma di Singer-Smith o alle nostre. Quando sia sufficiente una valutazione della concentrazione massima, anche la semplice formula di Meroney può dare una buona approssimazione.

     

Development and test atT=4.2K of a capacitive resonant transducer for cryogenic gravitational-wave antennas

Summary The characteristics of a new capacitive resonant transducer developed and tested on a small (M=11.2 kg) cryogenic gravitational-wave antenna at the liquid helium temperature are presented. The resonator frequency can be tuned within 0.1 Hz of the antenna frequency. The system has a mechanical merit factorQ≃5·10⁵ and a ratio between the electrical energy in the transducer and the energy in the antenna β=3·10⁻³ atT=4.2 K. With these parameters, the transducer allows one to reach an effective noise temperatureT _eff≃60 mK using a cooled FET preamplifier, and, if coupled to a r.f.-SQUID, allows one to reachT _eff≃10 mK for the 5000 kg cryogenic gravitational-wave antenna of the Roma group at CERN (Geneva).

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Riassunto Si presentano le caratteristiche di un nuovo trasduttore risonante di tipo capacitivo. Il trasduttore è stato provato su una piccola antenna di 11.2 kg di massa, raffreddata alla temperature dell'elio liquido. La frequenza del risuonatore è stata accordata entro 0.1 Hz della frequenza dell'antenna. A 4.2 K, il sistema ha un fattore di merito meccanicoQ≃5·10⁵ ed il rapporto tra l'energia elettrica nel trasduttore e l'energia nell'antenna è β=3·10⁻³. Con i valori dei parametri ottenuti, il trasduttore permette di raggiungere una temperatura efficace di rumoreT _eff≃60 mK usando un amplificatore a FET raffreddato e, se accoppiato ad un r.f.-SQUID, consente di avereT _eff≃10 mK per l'antenna gravitazionale criogenica di 5000 kg del gruppo di Roma, in funzione presso il CERN (Ginevra).

     

Prediction of the ground motion in Italy: a preliminary attempt

Summary The strong-motion accelerograms written by moderate and strong earthquakes occurring in Central Italy in recent years have been used to estimate physical quantities characterizing the spectrum of motion in the band of engineering interest (0.1 Hz≲f≲20 Hz). The source, propagation and site response parameters obtained in these analyses have therefore been employed to check if theoretical models may be used to correctly predict the trend of the peak values of seismic excitationvs. earthquake size in the areas investigated. For the selected data set, representative of a seismotectonic environment generating earthquakes with prevalent normal faulting (up to a magnitudeM _l ∼7, at depths varying roughly from 5 to 15 km), the assumed spectral model allows successful statistical predictions showing that specific site response is the main factor responsible for the large fluctuations often observed in the data behaviour, at similar magnitudes and distances from focus.

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Riassunto Gli accelerogrammi registrati in occasione di terremoti da moderati a forti nell'Italia Centrale negli ultimi anni sono stati utilizzati per la stima delle grandezze fisiche che caratterizzano lo spettro del moto nella banda di interesse ingegneristico (0.1 Hz≲f≲20 Hz). La parametrizzazione ottenuta per descrivere, mediamente, i meccanismi della sorgente, della propagazione e degli effetti di sito è stata quindi usata per verificare se i modelli teorici possono essere utilmente usati per prevedere gli andamenti dei valori di picco del moto in funzione dell'entità del terremoto. Per i dati selezionati, rappresentativi di un ambiente sismotettonico in grado di generare terremoti con meccanismi prevalentemente distensivi (fino ad una magnitudoM _l ∼7, con profondità variabile all'incirca tra 5 e 15 km), il modello spettrale prescelto consente delle previsioni soddisfacenti da un punto di vista statistico, mostrando che la specifica risponsta dei siti è probabilmente il fattore che provoca le sensibili fluttuazioni spesso osservate per i valori di picco del moto, anche a parità di magnitudo e distanza dal fuoco.

     

Electrohydrodynamic stability of a fluid layer. Effect of a tangential periodic field

Summary The electrohydrodynamic stability of a fluid layer influenced by a periodic tangential electric field is studied. The model allows for general forms of deformations of the interface. Two simultaneous ordinary differential equations of Mathieu type are obtained. The coupled equations are solved by the method of multiple-scale perturbations for small electric-field amplitude and stability conditions are discussed. It is found that the tangential field has a stabilizing effect except at resonance points. Graphs are drawn to illustrate the resonance regions in a parameter space. The tangential periodic field cannot stabilize a system which is unstable under a constant electric field.

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Riassunto Si studia la stabilità elettrodinamica di una strato fluido influenzato da un campo elettrico tangente periodico. II modello tien conto delle forme generali di deformazioni dell’interfaccia. Si ottengono due equazioni simultanee differenziali ordinarie del tipo di Mathieu. Le equazioni accoppiate sono risolte col metodo delle perturbazioni su scala multipla per piccola ampiezza di campo, elettrico e si dicutono le condizioni di stabilità. Si è trovato che il campo tangente, ha un effetto stabilizzante eccetto nei punti di risonanza. I grafici sono fatti per illustrare le regioni di risonanza in uno spazio di parametri. Il campo periodico tangente non può stabilizzare un, sistema che è instabile in un campo elettrico costante.

     

Nonadiabatic effects in auger-induced ionic desorption

Summary The Knotek-Feibelman mechanism of desorption is analysed in the context of a microscopic dynamical theory that has been proposed recently for closed-band systems. To understand the physical contents of the general equations, the probabilityP of ionic desorption is derived analytically in several selected model situations as a function of the characteristic desorption timet _o. Although typicallyt _o is quite long compared to the inverse level widthW _B ⁻¹, the results show very significant deviations from the limit of small velocities. This is due to the fact thatP is not primarly determined by the level width, but by the structures, like peaks and singularities, that are contained in the two-hole continuum. Such features, that are completely missed in the traditional approach that represents the continuum by a Lorentzian, are naturally enbodied in the present theory. They may originate from the position of the adatom energy level ɛ relative to the substrate band and/or by hole-hole correlation. When split-off localized states arise,P may become comparable with unity even in the limit of small velocities, giving raise to the Knoteck-Feibelman reneutralization bottleneck; however, this is not the case when the localized states are readsorbed by the continuum in the course of desorption. An explicit example of this behaviour is given. On the other hand, when ions desorb from ionic crystals with a large Madelung energy, the bond-breaking process may approach the sudden limit. A strongly nonadiabatic behaviour is then predicted, including a correlation-induced enhancement ofP by several orders of magnitude, even in bandlike situations. This rapid variation leads to suggestions for a new experiment that should enable us to see the effects of a fine tuning of the electronic parameters.

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Riassunto Il meccanismo di Knotek e Feibelman di desorbimento è studiato nel contesto di una teoria quantistica dinamica che è stata recentemente proposta ed è applicabile al caso di sistemi con bande chiuse. Al fine di mettere in luce il contenuto fisico delle equazioni generali, si sono scelte alcune situazioni modello per le quali si è ottenuta analiticamente la dipendenza della probabilitàP di desorbimento ionico dal tempo caratteristico di desorbimentot _o. Benchè tipicamentet _o risulti molto piú lungo della larghezza inversaW _B ⁻¹ del livello, i risultati dimostrano cheP può deviare in modo molto significativo dal limite di velocità basse. Infatti,P è determinato principalmente non dalla larghezza del livello, ma dalle strutture (picchi e singolarità) che sono contenute nel continuo. Questi aspetti sono ignorati completamente nell'approccio consueto, che rappresenta il continuo con una lorentziana, ma sono inclusi in questa teoria in modo naturale. Una possibile origine di strutture nel continuo è rappresentata da una posizione del livello eccentrica rispetto alla banda del substrato; un'altra, dalla correlazione buca-buca. Se ne risultano stati disereti isolati dal continuo,P può essere dell'ordine dell'unità anche nel limite di velocità basse, e questo è appunto il ≪collo di bottiglia≫ che impedisce la rineutralizzazione secondo Knotek e Feibelman; questo non avviene, però, se lo stato discreto è riassorbito dal continuo nel corso del desorbimento. Di tale fenomeno è fornito un esempio esplicito. D'altra parte, quando gli ioni desorbono da cristalli ionici con un'elevata energia di Madelung, il processo di rottura del legame può avvicinarsi al limite repentino. La teoria allora predice un comportamento fortemente non adiabatico, in cuiP è accresciuta di ordini di grandezza dagli effetti di correlazione, anche in situazioni in cui lo spettro è di tipo banda. Questa rapida variabilità diP porta a suggerimenti utili per verificare, con un nuovo esperimento, gli effetti di piccoli aggiustamenti dei parametri elettronici.

     

Graphic recording and averaging the wind direction

Summary A continuous record of the wind direction, independent of the number of wind vane rotations, is obtained by coupling to the vane a linear continuous potentiometer supplied at two opposite taps. This gives an output which linearly increases with the azimuth α between 0 and π and symmetrically decreases when α veers between π and 2π radians. A rotary switch coupled to the potentiometer acts as a control device for the tracing and colouring upon a point recorder. When the azimuth increases between 0 and π, α is represented by a black graph shifting to the right, until the upper chart limit is reached when α=π. If the veering goes up to 2π, the printer inverts its direction moving to the left and traces a red line until the lower chart limit. When α=2π, the same condition reoccurs as for α=0. Thus the elongation represents the azimuth and the colour indicates whether an Eastward or Westward direction is computed. The instantaneous wind direction is, therefore, represented with no chart paintings or gaps. The results obtained by this method are highly accurate because of a better utilization of the strip chart width which is employed for a range of π instead of 2π. If this device is the final stage of a syncromotor system, by filtering the voltages at the delta windings, even the mean wind direction obtained is represented with continuity. In measuring the mean wind direction, an alternative method especially designed for light winds is presented. This is accomplished with a potentiometer whose output can be directly integrated. This is obtained by coupling in the previously mentioned potentiometer two wipers outphased by π/2. The two transfer functions are identical in shape but outphased by π/2. One of them at least is linear in each part of the wind rose and can be directly integrated without difficulty. Two outphased outputs are needed in order to maintain a one-to-one correspondence with α (as well as the sine-cosine function) and to take an accurate mean value when the wind fluctuations cause one of the wipers to oscillate about a tape. The largest error is estimated to be of the order of 1 degree.

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Riassunto Una registrazione priva di discontinuità, qualunque siano le rotazioni della banderuola anemometrica, è effettuata accouppiando la banderuola a un potenziometro lineare e continuo alimentato da due terminali opposti. In tal caso la tensione in uscita aumenta linearmente con l'azimuth α da 0 a π, mentre decresce simmetricamente quando continua la rotazione fra π e 2π. Un commutatore accoppiato al potenziometro induce un cambio di colore nella traccia diagrammale su un registratore a punti: infatti, quando in una rotazione α cresce tra 0 e π, la traccia diagrammale è nera e si sposta verso destra, sino a raggiungere il margine della carta per α=π; continuando la rotazione la testina stampante inverte direzione e la traccia ora rossa si sposta verso sinistra, sino a raggiungere l'opposto margine per α=2π, che costituisce le condizioni di partenza per α=0. In altri termini l'elongazione rappresenta l'azimuth a partire da nord e il colore se la rotazione dall'origine deve esser considerata in verso orario o antiorario. In tal modo la direzione istantanea del vento può esser rappresentata senza segni di attraversamento del foglio e senza interruzioni. Inoltre la risoluzione risulta raddoppiata in quanto la larghezza del foglio corrisponde ad un angolo di π anzichè di 2π. Se questo sistema è utilizzato come stadio finale di un accoppiamento sincro, si può ottenere la direzione media, senza discontinuità, filtrando le tensioni agli avvolgimenti a triangolo. Alternativamente, può esser integrata la tensione in uscita al potenziometro trasduttore, accoppiandovi due spazzole sfasate di π/2. Si ottengono così due funzioni di transferimento identiche, ma sfasate di π/2. Almeno una di esse è in un tratto di linearità in ogni posizione angolare e pertanto può esser integrata senza difficoltà. Le due uscite sfasate di π/2 permettono di biunivocità nella corrispondenza con α (analogamente alle funzioni seno e coseno) e inoltre permettono di mantenere l'accuratezza del dato anche quando le fluttuazioni del vento causano l'oscillazione di una spazzola attorno a uno dei terminali. Il massimo errore può esser stimato dell'ordine di 1°.

     

Determination of the interference between the elements of a central-receiver solar system

Summary This work deals with the problem of determining the shadow and blocking effects between the rectangular heliostats of a central-receiver system for the utilization of solar energy. The type of approach followed is the McFee approach, suitably generalized. Indications are also given regarding the calculation of the density of radiation collected on a receiver assumed to be flat.

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Riassunto Questo lavoro affronta il problema della determinazione degli effetti di shadow e blocking tra eliostati rettangolari di un sistema a ricevitore centrale ai fini dello sfruttamento dell'energia solare. Il tipo di approccio seguíto è quello di McFee, opportunamente generalizzato. Si forniscono anche indicazioni per il calcolo della densità di radiazione raccolta sul ricevitore che qui è considerato piatto.

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Il presente lavoro è oggetto di un contratto di ricerca fra il CRTN, ENEL e l'Istituto di Fisica dell'Università di Milano.     

Propagation of a transient electromagnetic disturbance in an inhomogeneous, collisional, Magnetized plasma

Summary The time response of an anisotropic, inhomogeneous magnetized plasma to a time-dependent externally applied electric field is studied. The plasma is considered as a conducting medium embedded in a static magnetic fieldB _o, with finite and constant parallel conductivity σ_∥ and normal conductivity σ_⊥ exponentially varying; a constant ion polarization conductivity (σ_pol) normal toB ₀ is also included. The driving termE ₀ is assumed to be normal to the ambient magnetic field, with a space dependence only in the (E ₀, B₀)-plane (two-dimensional case). The problem is treated as an initial (in time) and boundary (in space) value problem, and an analytic solution is obtained for the time response of the system to a unit step of electric field; the solution for any other driving field is then given via a convolution integral. This model can be used in particular to study the propagation through the ionosphere of ULF waves generated by the motion of an artificially created ion cloud in the upperF region. Moreover, the mathematical technique is rather general, so it may be used also for different plasma models.

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Riassunto Si presenta lo studio della risposta temporale (transitorio) di un plasma magnetizzato, anisotropo e inomogeneo ad un campo elettrico esterno impresso. Il plasma è trattato come un mezzo conduttore, immerso in un campo magnetico staticoB ₀, la cui conducibilità elettrica parallela al campo magnetico σ_∥ è costante, mentre la conducibilità normale σ_⊥ varia esponenzialmente nello spazio; si considera inoltre una conducibilità dovuta alla polarizzazione degli ioni (σ_pol) costante e normale aB ₀. Il campo impressoE ₀ è assunto normale al campo magnetico ambiente con dipendenza spaziale solo nel piano (E ₀, B₀) (caso bidimensionale). In queste ipotesi si perviene ad un problema ai valori iniziali e al contorno, e si deriva una soluzione analitica per la risposta transitoria del sistema ad un gradino di campo elettrico impresso; la soluzione per una qualsiasi funzione di campo applicato è data come integrale di convoluzione con la risposta al gradino. Questo modello può essere usato, in particolare, per studiare la propagazione attraverso la ionosfera di un'onda ULF generata dal moto di una nuvola ionica creata artificialmente nella parte superiore della regioneF. Un ulteriore interesse deriva dal fatto che, essendo la tecnica matematica utilizzata molto generale, questa può essere applicata pure a differenti modelli di plasma.

     

A physical approach to air pollution climatological modelling in a complex site

Summary A Gaussian climatological model which takes into account physical factors affecting air pollutant dispersion, such as nocturnal radiative inversion and mixing height evolution, associated with land breeze and sea breeze regimes, respectively, has been applied to the topographically complex area of La Spezia (a basin surrounded by hilly terrain, located on the Italian coast). Results from the measurements of the dynamic and thermodynamic structure of the lower atmosphere, obtained by a series of field experiments, are utilized in the model to calculate SO₂ seasonal average concentrations. The model has been tested on eight three-monthly periods by comparing the simulated values with the ones measured at the SO₂ stations of the local air pollution monitoring network. Comparison of simulated and measured values was very satisfactory and proved the applicability of the implemented model for urban planning and establishment of air quality strategies also at a topoghraphically complex site.

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Riassunto Si presenta un modello climatologico gaussiano, completato con informazioni di tipo fisico atte a caratterizzare le proprietà di dispersione degl'inquinanti nell'atmosfera, per il sito a topografia complessa di La Spezia. Fattori come l'evoluzione dell'inversione termica notturna da irraggiamento e l'evoluzione dell'altezza di rimescolamento associate alla brezza di terra e di mare, rispettivamente, sono stati ricavati dai risultati di una serie di campagne sperimentali. Il modello è stato provato su otto trimestri confrontando i valori della concentrazione della SO₂ simulati dal modello con i valori misurati nelle otto stazioni di rilevamento della rete locale. L'accordo tra i valori simulati e misurati è alquanto soddisfacente e dimostra l'applicabilità del modello per la pianificazione degl'impianti che comportino l'emissione di SO₂ e per l'istituzione di una strategia di controllo della qualità dell'aria in un sito costiero a topografia complessa.

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Work carried out while the author was with IBM Italy, Scientific Center of Rome.     

Computation of theoreticalSH seismograms with a finite source

Summary We have generated complete theoretical seismograms, which include both body and surface waves, for realistic sources buried in a radially heterogeneous, anelastic, spherical Earth. The effect of the source finiteness on the time series, for a particular case, has been investigated by simulating rupture propagation along a fault plane with a series of point sources distributed along a straight line. On the time series, this source model seems to produce, by increasing the time duration of the rupture, a broadening of the body wave bursts, a shortening of the time lag between the phasesS andsS, and a decrease in the amplitude of body waves relative to surface waves.

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Riassunto Si generano sismogrammi teorici completi, comprendenti sia onde di volume chesuperficiali, relativi a sorgenti sismiche realistiche in una struttura terrestre sferica, radialmente eterogenea e anelastica. L'effetto delle dimensioni non infinitesime della sorgente è analizzato simulando la propagazione di una frattura lungo un piano di faglia per mezzo di una serie di ?punti sorgente? distribuiti lungo una linea retta. Questo tipo di sorgente produce, con l'aumentare del tempo di propagazione della frattura, uno spargimento del pacchetto delle onde di volume, un accorciamento dell'intervallo di tempo tra le fasiS edsS e una diminuzione dell'ampiezza delle onde di volume rispetto a quelle superficiali.

     

Analysis of a feedback system governed by the diffusion equation

Summary In this paper the three-dimensional diffusion equation for a pollutant's source whose discharge depends lienarly on the concentration of the pollutant at a given point is solved analytically. The situation is that one corresponding to a linear feedback system applied to a partial differential equation. The obtained results show that this system is very robust to possible changes occurring in the eddy diffusion coefficient. Furthermore, a stability analysis for the feedback solution is carried out.

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Riassunto Si risolve analiticamente l'equazione tridimensionale della diffusione per uno scarico la cui portata inquinante è fatta dipendere linearmente dal valore della concentrazione dell'inquinante ad una certa distanza dalla sorgente. La situazione descritta corrisponde alla meassa a punto di un sistema a ?retroazione? retto da una equazione alle derivate parziali. I risultati ottenuti mostrano che un tale tipo di sistema è poco sensibile alle possibili variazioni del parametro di diffusività turbolenta. Si dà inoltre un'analisi di stabilità per la soluzione del sistema reazionato.