ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Распространение радиоволн в однородном ионизированном газе при наличии постоинного магнитного поля из "Распространение радиоволн Издание 4 " На самом деле в 1 находится N электронов, каждый из которых приобретает скорость, определяемую выражением (4.30). Общий заряд единицы объема составляет Ме, По определению мгновенной плотностью тока называют количество электричества,, проходящее через единицу площади поперечнего сечения за I сеКу. в предположении, что в это время электроны движутся равномерно со скоростью, равной мгновенному значению. В этих условиях за I сек в направлении осп Z пройдет единиц объема, т. е. [c.213] Здесь значок и указывает, что параметры относятся к ионизированному газу, а би. как всегда, означает относительное (безразмерное) значение диэлектрической проницаемости. [c.214] До сих пор все рассуждения относились только к электронам и не принималось во внимание, что в каждой единице объема воздуха, помимо электронов, находится некоторое число ионов. Рассмотрим сначала случай простой рекомбинации, когда число электронов равно числу ионов. [c.214] Учитывая, что масса одного из наиболее легко ионизируемых газов — атомарного азота — в 25800 раз больше массы электрона, нетрудно видеть, что влиянием ионов можно с полным основанием пренебречь. [c.215] Обращает на себя внимание несколько необычная структура формулы. Прежде всего, диэлектрическая проницаемость по абсолютному значению меньше единицы, что само по себе необычно, ибо у всех твердых, жидких и газообразных тел диэлектрическая проницаемость превышает единицу и лишь для пустоты принимает значение е=1. Во-вторых, диэлектрическая проницаемость зависит от частоты. При некотором значении / она обращается в нуль, а для еще более низких частот делается отрицательной. Все это происходит вследствие того, что возникающий под действием электрического поля радиоволны электронный ток мы сложили с током смещения и суммарный ток рассматривали в качестве некоторого эффективного тока смещения диэлектрической среды. [c.215] Название групповая скорость подчеркивает то обстоятельство, что эта скорость проявляется при распространении группы волн , т. е. импульса конечной длительности, содержащего несколько полных периодов колебаний. Согласно теореме о двойном интеграле Фурье, такую группу можно представить в виде бесконечной суммы гармонических составляющих, заполняющих непрерывный спектр частот от О до оо. Если группа распространяется в недиспергирующей среде, то все гармонические составляющие, независимо от своей частоты, распространяются с одинаковыми скоростями, проходят одинаковые пути и при сложении элементарных колебаний в месте приема воссоздают импульс первоначальной формы. Группа волн в этих условиях распространяется, не претерпевая искажений. В диспергирующей среде, наоборот, гармонические составляющие распространяются с различными скоростями и при сложении в месте приема образуют импульс, форма которого отлична от первоначальной, т. е. возникают искажения формы передаваемого сигнала. [c.216] Для некоторого фиксированного момента времени / зависимость результирующей напряженности поля от расстояния, представляемая ф-лой (4.36), будет иметь форму биений двух частот , как это показано на рис. 4.14. При этом огибающая биений (пунктирная ЛИЛ.ИЯ) отображается первым мяожителем ф-лы (4.36), а высокочастотное заполнение — вторым. [c.217] Полученный результат ные выражения величина скорость распространения. [c.217] Основываясь на этом выражении, можно доказать теорему произведение фазовой скорости волны на групповую скорость равно квадрату скорости света в пустоте. [c.218] При исследовании распространения радиоволн в ионосфере знание фазовой окорости необходимо для рассмотрения процессов преломления и отражения, ибо форма траектории определяется в конечном счете фазовой скоростью. Знание групповой скорости необходимо при измерении времени запаздывания радиоволн, отражаемых от ионосферы. Практически знание групповой скорости требуется при обработке результатов измерений на ионосферных станциях. [c.218] Выполненные численные расчеты показывают, что при излучении сигналов длительностью порядка миллисекунд возникающие вследствие дисперсионных свойств ионосферы искажения незначительны и с ними можно практически не считаться. [c.218] Из ф-лы (4.42) следует, что лоренцова сила перпендикулярна вектору скорости V и вектору магнитного поля Но. В рассматриваемом случае вектор скорости V перпендикулярен вектору Но. поэтому абсолютное значение силы представится выражением Рм — ецфНоу н. [c.219] Если предположить, что после того, как электрону была сообщена скорость V, поле волны исчезнет, то под влиянием поперечной силы электрон начнет двигаться по криволинейной орбите, радиус кривизны которой можно определить из условия равенства центробежной силы и силы Лоренца. [c.219] Тропосферой называют нижнюю часть атмосферы, расположенную непосредственно над поверхностью Земли и простирающуюся до высоты 8—10 км — в полярных широтах, до 10— 12 км — в умеренных и до 16—18 км — в тропиках. По всей своей высоте тропосфера имеет постоянный относительный состав входящих в нее газов, такой же, как у поверхности Земли. Исключение составляет содержание водяных паров, которое сильно зависит от метеорологических условий и резко уменьшается с высотой. [c.220] Отсюда, в частности, следует КЯ2 +Я2. [c.221] Полученные формулы показывают, что по отношению к распространяющейся волне ионизированный газ при налинНи магнитного поля Но ведет себя как анизотропная среда, свойства которой зависят от направления распространения. Формально это об-/ стоятельство проявляется в том, что диэлектрическая проницаемость приобретает свойства тензорной величины. Два знака в выражении (4.43) для коэффициента преломления и в ф-ле (4.44) для вида поляризации указывают на существование явления двойного лучепреломления. Индекс I в указанных формулах относится к необыкновенному лучу, а индекс 2 — к обыкновенному. [c.222] Рассмотрим некоторые частные случаи. [c.222] Ионизированный газ ведет себя как изотропная среда. [c.222] Последняя формула характеризует радиоволны круговой поля-ризации, причем верхний знак соответствует вращению результирующего вектора в направлении движения часовой стрелки (если смотреть по направлению распространения), а нижний знак — обратному вращению. Стало быть, выражаемые ф-лой (4.46) значения коэффициента преломления также относятся к волне, поляризованной по кругу соответственно с правым и левым вращением. [c.222] Вернуться к основной статье