 | Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки . ( сентябрь 2015 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить это шаблонное сообщение ) |
Слой Хевисайда , [1] [2] иногда называют слоем Кеннелли-Хевисайда , [3] [4] назван в честь Артура Е. Кеннелли и Оливер Хевисайда , представляет собой слой ионизированного газа , происходящего примерно между 90 км и 150 км (56 и 93 миль) над землей - один из нескольких слоев в земной «s ионосферы . Он также известен как область E . Он отражает среднечастотные радиоволны . Из-за этого отражающего слоя радиоволны, излучаемые в небо, могут возвращаться на Землю за горизонт . Этот "Небесная волна "или метод " пропуска "распространения используется с 1920-х годов для радиосвязи на большие расстояния, вплоть до трансконтинентальных.
На размножение влияет время суток. В дневное время солнечный ветер прижимает этот слой ближе к Земле, тем самым ограничивая то, насколько далеко он может отражать радиоволны. И наоборот, на ночной ( подветренной ) стороне Земли солнечный ветер уносит ионосферу дальше, тем самым значительно увеличивая дальность распространения радиоволн путем отражения. На степень эффекта дополнительно влияют сезон и количество солнечных пятен .
История [ править ]
Существование отражающего слоя было предсказано в 1902 году независимо и почти одновременно американским инженером-электриком Артуром Эдвином Кеннелли (1861–1939) [5] и британским физиком Оливером Хевисайдом (1850–1925) в качестве объяснения распространения радиоволн. за горизонтом , наблюдаемого Гульельмо Маркони в 1901. Тем не менее, он не был до 1924 года , что его существование было показано британского ученого Эдварда В. Appleton , [6] , для которых он получил в 1947 году Нобелевскую премию по физике . [7]
Физики сопротивлялись идее отражающего слоя по одной очень веской причине; для этого потребуется полное внутреннее отражение , что, в свою очередь, потребует, чтобы скорость света в ионосфере была больше, чем в атмосфере под ней. Поскольку последняя скорость по существу совпадает со скоростью света в вакууме ( « с » ), ученые не хотели верить, что скорость в ионосфере может быть выше. Тем не менее, Маркони получал сигналы в Ньюфаундленде, которые транслировались в Англии, поэтому очевидно, что должен существовать какой-то механизм, позволяющий передавать данные на такое расстояние. Парадокс разрешился открытием двух скоростей света: фазовая скоростьи групповая скорость . На самом деле фазовая скорость может быть больше c , но групповая скорость, способная передавать информацию, не может, согласно специальной теории относительности , быть больше c. Фазовая скорость радиоволн в ионосфере действительно больше c , что делает возможным полное внутреннее отражение, и поэтому ионосфера может отражать радиоволны. Среднее геометрическое значение фазовой скорости и групповой скорости не может превышать c , поэтому, когда фазовая скорость превышает c , групповая скорость должна быть ниже ее.
В 1925 году американцы Грегори Брайт и Мерл А. Тув впервые нанесли на карту его изменение высоты. МСЭ стандартная модель поглощения и отражения радиоволн от слоя Хевисайд была разработана английским ионосферным физик Луи Muggleton [8] в 1970 - х годах.
Этимология [ править ]
Примерно в 1910 году Уильям Эклс предложил название «слой Хевисайда» для слоя, отражающего радиоволны в верхних слоях атмосферы [1], и впоследствии это название получило широкое распространение. [2] Название Кеннелли – Хевисайд было предложено в 1925 году, чтобы отдать должное работе Кеннелли [3] [5], которая предшествовала предложению Хевисайда на несколько месяцев.
См. Также [ править ]
- Ремень Van Allen
Ссылки [ править ]
- ^ a b Гриффитс, Хью (15 ноября 2018 г.). « Оливер Хевисайд и слой Хевисайда» , Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 376 : No. 2134. https://doi.org/10.1098/rsta.2017.0459 . Проверено 14 июня 2019.
- ^ a b Marchant, EW (декабрь 1916 г.). « Слой Хевисайда» , Труды Института Радиоинженеров, 4, № 6, стр. 511–520.
- ^ a b Макади, Александр (22 мая 1925 г.) " Слой питомника-Хевисайда" , Science, 61 , № 1586, стр. 540 DOI: 10.1126 / science.61.1586.540
- Перейти ↑ Martyn, DF (1934). «Атмосферное давление и ионизация слоя Кеннелли-Хевисайда». Природа . 133 (3356): 294. Bibcode : 1934Natur.133R.294M . DOI : 10.1038 / 133294b0 . ISSN 0028-0836 . S2CID 684206 .
- ^ a b Рассел А. (24 октября 1925 г.). « Слой« Кеннелли-Хевисайд »» , Nature 116 , p. 609. DOI: 10.1038 / 116609c0
- Перейти ↑ Appleton, Edward V., and Barnett, MAF (1 декабря 1925 г.). «О некоторых прямых доказательствах отражения электрических лучей вниз от атмосферы» , Труды Лондонского королевского общества, серия A, содержащие статьи математического и физического характера, 109 .752 с. 621–641.
- ^ « Нобелевские премии за 1947 год: сэр Эдвард Эпплтон, GBE, KCB, FRS» , Nature , 160 , стр. 703–704 (22 ноября 1947 г.) doi: 10.1038 / 160703c0
- ^ LM Muggleton (1975). «Метод прогнозирования foE в любое время и в любом месте». Телекоммуникационный журнал ITU . 42 : 413–418. Bibcode : 1975ITUTJ..42..413M .
