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)=nм2(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>wм, где wм - 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=wм касатель ная к um будет соответствовать значению n2м=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, F2E1F1 (рис., в). Как правило, объёмы ионосферных волноводов F1E и F2F1 невелики.
и zмакс - 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 Im, равного I при
E=um, где um - 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 Im. Для дальнего распространения радиоволн с малыми потерями важное значение имеют ионосферные волноводы, для которых zмин 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.
Знаете ли Вы, что такое "Большой Взрыв"? Согласно рупору релятивистской идеологии Википедии "Большой взрыв (англ. Big Bang) - это космологическая модель, описывающая раннее развитие Вселенной, а именно - начало расширения Вселенной, перед которым Вселенная находилась в сингулярном состоянии. Обычно сейчас автоматически сочетают теорию Большого взрыва и модель горячей Вселенной, но эти концепции независимы и исторически существовало также представление о холодной начальной Вселенной вблизи Большого взрыва. Именно сочетание теории Большого взрыва с теорией горячей Вселенной, подкрепляемое существованием реликтового излучения..." В этой тираде количество нонсенсов (бессмыслиц) больше, чем количество предложений, иначе просто трудно запутать сознание обывателя до такой степени, чтобы он поверил в эту ахинею. На самом деле взорваться что-либо может только в уже имеющемся пространстве. Без этого никакого взрыва в принципе быть не может, так как "взрыв" - понятие, применимое только внутри уже имеющегося пространства. А раз так, то есть, если пространство вселенной уже было до БВ, то БВ не может быть началом Вселенной в принципе. Это во-первых. Во-вторых, Вселенная - это не обычный конечный объект с границами, это сама бесконечность во времени и пространстве. У нее нет начала и конца, а также пространственных границ уже по ее определению: она есть всё (потому и называется Вселенной). В третьих, фраза "представление о холодной начальной Вселенной вблизи Большого взрыва" тоже есть сплошной нонсенс. Что могло быть "вблизи Большого взрыва", если самой Вселенной там еще не было? Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.