к библиотеке к оглавлению FAQ по эфирной физике ТОЭЭ ТЭЦ ТПОИ ТИ

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Э Ю Я

Ионосферный волновод

При плавном изменении свойств ионосферных волноводов распространение радиоволн в нём происходит с сохранением адиабатической инварианта

Ионосферный волновод - область пространства между поверхностью Земли и ионосферой, внутри которой происходит локализация радиоволн. Наряду с ионосферными волноводами, нижней границей которого служит поверхность Земли, существуют приподнятые ионосферные волноводы Локализация радиоволн в таких ионосферных волноводов осуществляется как за счёт немонотонного распределения ионосферной плазмы по высоте, так и за счёт сферичности Земли.

В лучевом приближении распространение радиоволн в ионосферных волноводах подобно движению классической частицы в поле с потенциалом -u(z)=n_м²(z)@e(z)+2z/R, где e(z) - диэлектрич. проницаемость среды, z - высота над поверхностью Земли, R - радиус Земли, zЪR. Роль уровня энергии для излучателя на поверхности Земли играет величина E=-cos²a, где a - угол излучения, составляемый волновым вектором с горизонталью. Минимумы u(z) соответствуют ионосфернрму волноводу. Поведение u(z) изображено на рисунке для разлличных условий в приближении изотропной плазмы (частота волны и много больше гиромагн. частоты), когда e(z)=1-w₀²/w² (w₀ - плазм, частота). Рис. (а) соответствует ночным условиям, когда существует лишь один слой F (см. Ионосфера)и частота волны w>w_м, где w_м - макс, частота, при которой возможно "возвращение" радиоволны на поверхность Земли за счёт её отражения от слоя F. Заштрихованный участок соответствует приподнятому ионосфернрму волноводу. С понижением частоты w (увеличением w₀) растёт локальный максимум u(z), и для частоты w=w_м касатель ная к u_m будет соответствовать значению n²_м=1 (рис., б). Появление др. ионосферных слоев (напр., слоя Е) иллюстрирует пунктирная кривая на рис. (б). При этом выделяются приподнятые ионосферные волноводы Е- и FE-типов. При разделении слоя F ионосферы на слои F₂ и F₁, кроме ионосферного волновода Е и F₂, выделяются ионосферные волноводы F₁Е, F₂E₁ F₁ (рис., в). Как правило, объёмы ионосферных волноводов F₁E и F₂F₁ невелики.

и z_макс - уровни отражения волны, E - значение u(z) на уровне отражения волны (рис., а). Нарушение инварианта приводит к изменению траектории в пределах осцилляции (к переходу на другой уровень). Нарушение полного инварианта I_m, равного I при E=u_m, где u_m - значение одного из максимумов u(z) (напр., рис., б), приводит к выходу волны из ионосферного волновода данного типа. Поэтому захват или вывод волны из ионосферного волновода связан с нарушением I_m. Для дальнего распространения радиоволн с малыми потерями важное значение имеют ионосферные волноводы, для которых z_мин превышает высоту поглощающего радиоволны D-слоя ионосферы (z~50490 км). В сферически симметричной ионосфере в приближении геометрической оптики захват в приподнятые ионосферные волноводы невозможен. В реальных условиях захват в такие ионосферные волноводы радиоволн, излученных с поверхности Земли (и их вывод), может осуществляться за счёт рефракции радиоволн на горизонтальных градиентах плазмы, из-за рефракции и рассеяния на ионосферных неоднородностях, а иногда и при "просачивании" за счёт дифракционных эффектов.

Литература по ионосферным волноводам

Альперт Я. Л., Распространение электромагнитных волн и ионосфера, 2 изд., М., 1972;
Гуревич А. В., Цедилина Е. Е., Сверхдальнее распространение коротких радиоволн, М., 1979;
Гершман Б. Н., Ерухимов Л. М., Яшин Ю. Я., Волновые явления в ионосфере и космической плазме, М., 1984.

Л. М. Ерухимов, В. П. Урядов

к библиотеке к оглавлению FAQ по эфирной физике ТОЭЭ ТЭЦ ТПОИ ТИ

Знаете ли Вы, что такое "усталость света"?
Усталость света, анг. tired light - это явление потери энергии квантом электромагнитного излучения при прохождении космических расстояний, то же самое, что эффект красного смещения спектра далеких галактик, обнаруженный Эдвином Хабблом в 1926 г.
На самом деле кванты света, проходя миллиарды световых лет, отдают свою энергию эфиру, "пустому пространству", так как он является реальной физической средой - носителем электромагнитных колебаний с ненулевой вязкостью или трением, и, следовательно, колебания в этой среде должны затухать с расходом энергии на трение. Трение это чрезвычайно мало, а потому эффект "старения света" или "красное смещение Хаббла" обнаруживается лишь на межгалактических расстояниях.
Таким образом, свет далеких звезд не суммируется со светом ближних. Далекие звезды становятся красными, а совсем далекие уходят в радиодиапазон и перестают быть видимыми вообще. Это реально наблюдаемое явление астрономии глубокого космоса. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМА

Рыцари теории эфира