Учебник для 11 класса

Физика

       

§ 5.14. Распространение радиоволн

  • Электромагнитные волны, используемые для радиосвязи называются радиоволнами.

Радиоволны делятся на группы (см. табл. 2).

Таблица 2

Наименование радиоволн

Диапазон частот, Гц

Диапазон длин волн (в вакууме), м

Сверхдлинные

< 3 • 104

> 10 000

Длинные

3 • 104 — 3 • 105

10 000—1000

Средние

3 • 105 — 3 • 106

1000—100

Короткие

3 • 106 — 3 • 107

100—10

Ультракороткие: метровые
 

3 • 107 — 3 • 108

10—1

дециметровые

3 • 108 — 3 • 109

1—0,1

сантиметровые

3 • 109 — 3 • 1010

0,1—0,01

миллиметровые

3 • 1010 — 3 • 1011

0,01—0,001

При использовании электромагнитных волн для радиосвязи как источник, так и приемник радиоволн чаще всего располагают вблизи земной поверхности. Ее форма и физические свойства, а также состояние атмосферы сильно влияют на распространение радиоволн.

Особенно существенное влияние на распространение радиоволн оказывают слои ионизированного газа в верхних частях атмосферы на высоте 100—300 км над поверхностью Земли. Эти слои называют ионосферой. Ионизация воздуха верхних слоев атмосферы вызывается электромагнитным излучением Солнца и потоком заряженных частиц, испускаемых Солнцем.

Проводящая электрический ток ионосфера отражает радиоволны с длиной волны λ > 10 м, как обычная металлическая пластина. Но способность ионосферы отражать и поглощать радиоволны существенно меняется в зависимости от времени суток и времен года*.

Устойчивая радиосвязь между удаленными пунктами на земной поверхности вне прямой видимости оказывается возможной благодаря отражению волн от ионосферы и способности радиоволн огибать выпуклую земную поверхность (т. е. дифракции). Дифракция выражена тем сильнее, чем больше длина волны. Поэтому радиосвязь на больших расстояниях за счет огибания волнами Земли оказывается возможной липхь при длинах волн, значительно превыпхающих 100 м (средние и длинные волны).

Короткие волны (λ < 100 м) распространяются на большие расстояния только за счет многократных отражений от ионосферы и поверхности Земли (рис. 5.39). Именно с помощью коротких волн можно осуществить радиосвязь на любых расстояниях между радиостанциями на Земле.

Рис. 5.39

Длинные радиоволны для этой цели менее пригодны из-за значительного поглощения поверхностными слоями Земли и ионосферой. Все же наиболее надежная радиосвязь на ограниченных расстояниях при достаточной мощности передающей радиостанции обеспечивается на длинных волнах.

Ультракороткие радиоволны, (λ < 10 м) проникают сквозь ионосферу и почти не огибают поверхность Земли. Поэтому они используются для радиосвязи между пунктами в пределах прямой видимости, а также для связи с космическими кораблями.


* Именно поэтому радиосвязь, особенно в диапазоне средних длин волн (100—1000 м), гораздо надежнее ночью и в зимнее время.

Рейтинг@Mail.ru