Техника - молодёжи 1941-06, страница 30

Инж. Г. ГАРТМАН

Рисунки А. ОРЛОВА

От антенны передающей станции радиоволны, подобно световым лучам, расходятся во все стороны •прямолинейно. Казалось бы, за пределами прямой видимости их нельзя будет улавливать. А между тем, хотя Земля шарообразна, дальняя радиосвязь все-таки существует. И голос Москвы хорошо слышен во Владивостоке, за Кавказским хребтом, на Северном полюсе и далеко на Западе. Радиосвязь на большие расстояния возможна потому, что электромагнитные волны изменяют в пути свое прямолинейное направление и, вместо того чтобы уйти в межпланетное пространство, отклоняются обратно к земной поверхности.

Это отклонение происходит в верхних слоях атмосферы, в так называемой ионосфере, которая имеет огромное значение для радиосвязи. Ионосфера насыщена электронами и ионами. Благодаря своим электрическим свойствам она действует на радиоволны, подобно тому как зеркало на свет — преломляет и отражает их.

Чем короче волны, тем лучше, полней они отражаются. Но это до известного предела. С переходом к ультракоротким волнам (короче 10 метров) ионосфера перестает играть роль зеркала-отражателя. Эти волны она свободно пропускает в мировое пространство, откуда они уже не возвращаются. Вот почему дальность связи на ультракоротких волнах почти не превышает пределов прямолинейного распространения луча вдоль поверхности Земли.

Мысль о существовании в верхних слоях атмосферы областей, насыщенных электрическими зарядами, была высказана еще задолго до возникновения радиотехники. Впервые эту гипотезу выдвинул в 1878 году английский физик Стюарт, чтобы объяснить суточные изменения земного магнетизма. Гипотеза Стюарта была в дальнейшем подробно разработана и получила всеобщее признание.

В 1902 году американец Кеннеди и англичанин Хи-висайд почти одновременно высказали предположение, что верхние слои атмосферы оказывают влияние на распространение радиоволн. Однако в чем именно заключается это влияние, какова сущность явлений, происходящих в ионосфере, тогда еще не было известно. Лишь в 1920 году трудами нашего соотечественника профессора М. В. Шулейкина, а спустя несколько лет работами американца Лармора было достаточно полно выяснено, что происходит с радиоволнами на большой высоте.

Как известно, по мере удаления от земной поверхности плотность воздуха падает. В разреженных газах, а следовательно, и в верхних слоях атмосферы сравнительно легко появляются электрические заряды — электроны. Обычно они возникают под воздействием ультрафиолетовых лучей, содержащихся в спектре Солнца, или космических лучей. И те и другие вырывают электроны из атомов и молекул газа. Освободившиеся таким образом электроны на

28

чинают существовать самостоятельно, представляя собой отрицательные электрические заряды, а оставшиеся атомы и молекулы становятся положительно заряженными ионами.

Такой процесс расщепления нейтральных атомов и молекул на положительный ион и электрон называется ионизацией. Отсюда и название ионизированных слоев атмосферы — ионосфера.

Более высокие слои атмосферы ионизируются главным образом ультрафиолетовыми лучами; нижележащие слои, расположенные на высотах, измеряемых десятками километров, ионизируются космическим излучением, идущим из мирового пространства.

Количество электронов и ионов, возникающих ежесекундно в объеме одного кубического сантимет-

Чем короче радиоволна, тем меньше энергии поглощается в пути. Короткие волны выгодны для радиосвязи. Но укорачивать волну можно до известных пределов, иначе она уйдет в межпланетное пространство.