Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Порохов А.М. -> "Физическая энциклопедия Том 4" -> 299

Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.

Порохов А.М. Физическая энциклопедия Том 4 — М.: Большая российская энциклопедия, 1994. — 701 c.
Скачать (прямая ссылка): fizenciklopedt41994.djvu
Предыдущая << 1 .. 293 294 295 296 297 298 < 299 > 300 301 302 303 304 305 .. 818 >> Следующая


В ночной атмосфере приближение геом. оптики нарушается н частичное прохождение есть при любом угле падения. Разряды молний в атмосфере — естеств. источник НЧ-волн. В диапазоне 1—10 кГц они приводят к образованию т. н. свистящих атмосферикое, к-рые

распространяются указанным образом н создают на выходе приёмника сигнал с характерным свистом.

При Р. р. инфразвуковых частот с (о Йд важную роль играют колебания яонов, ионосфера ведёт себя как проводящая нейтральная жидкость, движение к-рой описывается ур-ннямн магнитной гидродинамики. В ионосфере возможно распространение неск. тнпов маг-нитогпдродинамич. волн, в частности алъвеновских волн, распространяющихся вдоль геомагн. поля с характерной скоростью Va = H0/V4яр (где р — плотность газа), и магнитозвуковых волн, к-рые распространяются изотропно (подобно звуку).

Нелинейные эффекты при распространении радиоволн в ионосфере проявляются уже для радиволи сравнительно небольшой интенсивности н связаны с нарушением линейной зависимости поляризации среды от электрич. поля волны (см. Нелинейная оптика). «На-гревная» нелинейность играет осн. роль, когда характерные размеры возмущённой элеитрнч. полем области плазмы во много раз больше длины свободного пробега электронов. Т. к. длина свободного пробега алентронов в плазме значительна, электрон успевает получить от поля заметную энергию за время одного пробега. Передача энергии прн столкновениях от электронов к ионам, атомам и молекулам затруднена из-за большого различия в их массах. В результате электроны плазмы сильно «разогреваются» уже в сравнительно слабом электрнч. поле, что изменяет эфф. частоту соударений. Поэтому єно плазмы становятся зависящими от поля E волны и Р. р. приобретает нелинейный характер. «Возмущение» диэлектрич. проницаемости Ден -~ ~ (Е/Ер)*, где Ep = )-^3(^7^6/^)((02 + Vа) — характерное «плазменное» поле, T — темп-pa плазмы, 6 — ср. доля энергии, теряемая электроном при одном соуда-ренип с тяжёлой частицей, v — частота соударений.

259

РАСПРОСТРАНЕНИЕ
РАСПРОСТРАНЕНИЕ

Т. о., нелинейные эффенты становятся заметными, когда поле волны E сравнимо с Ep, к-рое в зависимости от частоты волиы и области ионосферы составляет ~10~4— IO-1 В/см.

Нелинейные эффекты могут проявляться как само-воздействие волны и как взаимодействие волн между собой. Самовоздействне мощной волиы приводит к изменению её поглощения и глубины модуляции. Поглощение мощной радиоволны нелинейно зависит от её амплитуды. Частота соударений v с увеличением темп-ры электронов может как расти (в ннж. слоях, где осн. роль играют соударения с нейтральными частицами), так н убывать (при соударении с ионами). В первом случае поглощение резко возрастает с увеличением мощности волны («насыщение» поля в плазме). Во втором случае поглощение падает (т. н. просветление плазмы для мощной радиоволны). Из-за нелинейного изменения поглощения амплитуда волны нелинейно зависит от амплитуды падающего поля, поэтому её модуляция искажается (автомодуляция и демодуляция волиы). Изменение п в поле мощной волны приводит к искажению траектории луча. При распространении узконаправленных пучков радиоволн это может привести к самофокусировке пучка аналогично самофокусировке света и к образованию волноводного канала в плазме.

Взаимодействие воли в условиях нелинейности приводит к нарушению суперпозиции принципа. В частности, если мощная волна с частотой модулирована по амплитуде, то благодаря изменению поглощения эта модуляция может передаться др. волне с частотой (|>а, проходящей в той же области поносферы (рис. 13) Это явление, называемое кроссмодуляцией или Люксембург-Горьковским эффектом, имеет практич. значение при радиовещании в диапазоне ср. волн.

Рнс. 13. Ионосферная кроссмодуляция происходит в области пересечения лучей.

Нагрев ионосферы в поле мощной волны в КВ-диапа-зоне может вызвать тепловую параметрич. неустойчивость в ионосфере, к-рая приводит к аномально большому поглощению радиоизлучения н расслоению плазмы (см. Параметрический резонанс). В области резонан-

са о)

-j- (оя образуются сильно вытянутые

вдоль H0 неоднородности ионосферы (с продольным масштабом 1 км, поперечным — 0,5 ~ 100 м), к-рые перспективны для дальней связи в диапазоне УКВ. В поле очень мощных радиоволн электроны столь сильно разогреваются, что возникает электрнч. пробой газа.

Если размеры возмущённой полем волны области плазмы много меньше длины свободного пробега электронов, на г. ревная нелинейность становится слабой. Это имеет место при коротких импульсах и узких пучках радиоволн. В этом случае осн. роль играет т. н. стрнкционная нелинейность, связанная с тем, что неоднородное перем, электрич. поле волны оказывает давление на электроны, вызывающее сжатие плазмы. Концентрация электронов N, а следовательно, єно становятся зависящими от амплитуды поля. Стрнкционная нелинейность приводит к изменению диэлектрич. проницаемости Дес » е2Е?!ЪТтц>г, меньшей нагревного изменения Ден на неск. порядков (прн той же мощности волны). Стрнкционная нелинейность играет важную роль в параметрич. неустойчивости ионосферы.
Предыдущая << 1 .. 293 294 295 296 297 298 < 299 > 300 301 302 303 304 305 .. 818 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed