Рефракция радиоволн. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Рефракция радиоволн (преломление радиоволн) - изменение направления распространения радиоволн в неоднородной среде, показатель преломления к-рой зависит от координат и времени. На плоской границе раздела двух однородных сред с показателями преломления n₁ и n₂ плоская волна преломляется по Снелля закону преломления

, где

- угол падения,

- угол преломления волны. Амплитуда преломлённой волны зависит от её поляризации и определяется Френеля формулами (см. Отражение, радиоволн).

Наиб. практич. интерес представляют законы Р. р. в неоднородных атмосферах планет и их спутников. Показатели преломления атмосфер непрерывно меняются в пространстве, и траектории радиоволн в них определяются ур-ниями геометрической оптики. Существует неск. типов и видов Р. р., к-рые характеризуются местоположением излучателя и приёмника и свойствами среды распространения. При расположении приёмника на поверхности планеты, а излучателя - в атмосфере планеты или за её пределами возможны 3 типа Р. р.: истинная, фотограмметрическая и полная рефракция (соответствующие углы преломления

, к-рые лежат в вертикальной плоскости, проходящей через излучатель, приёмник и центр планеты). Истинная и фотограмметич. рефракция определяются соответственно углами, лежащими между прямой «передатчик - приёмник» и касательными к траектории луча в точках излучения и приёма. Полная рефракция характеризуется углом между касательными к траектории луча в точках расположения излучателя и приёмника. Углы

, и

связаны между собой простым соотношением

Каждый тип Р. р. делится на неск. видов: оптич. рефракция, радиорефракция, тропосферная, ионосферная, регулярная, случайная, к-рые определяются диапазоном эл--магн. волн, характером электрич. свойств среды распространения и её пространственными и временными изменениями. Характер Р. р. в сферически-слоистых атмосферах планет определяется величиной отношения радиуса кривизны траектории луча о к радиусу планеты

, гдеdn/dh - высотный градиент показателя преломления атмосферы. Если п уменьшается с высотой (dn/dh > 0), то R_П < 0. Такая Р. р. наз. положительной, и в атом случае траектории волн обращены вогнутостью к планете. Если п растёт с высотой, то dn/dh > 0, а R_П < 0. Такая Р. р. наз. отрицательной, и в этом случае траектории волн обращены к планете своей выпуклостью. Границей между положительной и отрицательной рефракциями служит прямая линия

, к-рая характеризует отсутствие рефракции в однородной атмосфере (dnldh = 0). Положительная Р. р. делится на разл. виды в зависимости от конкретного значения dn/dh и R_П. Так. траектории, для к-рых

, характеризуют нормальную рефракцию, а траектории с

- критическую, траектории, соответствующие R_П > 4, определяют пониженную Р. р., а траектории с 1<R_П<4 - повышенную. Наконец, траектории, для к-рых R_П < 1, характеризуют сверхрефракцию.

Приведённая классификация типов и видов Р. р. соответствует нек-рым ср. условиям изменения показателя преломления с высотой. В реальной атмосфере планеты я меняется с высотой по более сложному закону и, кроме того, зависит от горизонтальных координат. В этом случае искривление траектории волны будет происходить как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости и будет определяться вертикальными и горизонтальными углами Р. р. Эффекты Р. р. в атмосферах планет подробно изучены, и результаты теоретич. и эксперим. исследований широко используются в практич. приложениях, в частности при определении координат естеств. и искусств, излучателей.

Литература по рефракции радиоволн

Знаете ли Вы, почему "черные дыры" - фикция?
Согласно релятивистской мифологии, "чёрная дыра - это область в пространстве-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света (в том числе и кванты самого света). Граница этой области называется горизонтом событий, а её характерный размер - гравитационным радиусом. В простейшем случае сферически симметричной чёрной дыры он равен радиусу Шварцшильда".
На самом деле миф о черных дырах есть порождение мифа о фотоне - пушечном ядре. Этот миф родился еще в античные времена. Математическое развитие он получил в трудах Исаака Ньютона в виде корпускулярной теории света. Корпускуле света приписывалась масса. Из этого следовало, что при высоких ускорениях свободного падения возможен поворот траектории луча света вспять, по параболе, как это происходит с пушечным ядром в гравитационном поле Земли.
Отсюда родились сказки о "радиусе Шварцшильда", "черных дырах Хокинга" и прочих безудержных фантазиях пропагандистов релятивизма.
Впрочем, эти сказки несколько древнее. В 1795 году математик Пьер Симон Лаплас писал:
"Если бы диаметр светящейся звезды с той же плотностью, что и Земля, в 250 раз превосходил бы диаметр Солнца, то вследствие притяжения звезды ни один из испущенных ею лучей не смог бы дойти до нас; следовательно, не исключено, что самые большие из светящихся тел по этой причине являются невидимыми." [цитата по Брагинский В.Б., Полнарёв А. Г. Удивительная гравитация. - М., Наука, 1985]
Однако, как выяснилось в 20-м веке, фотон не обладает массой и не может взаимодействовать с гравитационным полем как весомое вещество. Фотон - это квантованная электромагнитная волна, то есть даже не объект, а процесс. А процессы не могут иметь веса, так как они не являются вещественными объектами. Это всего-лишь движение некоторой среды. (сравните с аналогами: движение воды, движение воздуха, колебания почвы). Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.