Kennelly – Heaviside lag - Kennelly–Heaviside layer

Lag av ionosfæren . Kennelly-Heaviside-laget er E-regionen

Det Heaviside lag , noen ganger kalt Kennelly-Heaviside lag , oppkalt etter Arthur E. Kennelly og Oliver Unit , er et lag av ionisert gass som opptrer omtrent mellom 90 km og 150 km (56 miles og 93) over bakken, - en av flere lag i den Earth 's ionosfæren . Det er også kjent som E-regionen . Det reflekterer mellomfrekvente radiobølger . På grunn av dette reflekterende laget kan radiobølger som stråles ut til himmelen, komme tilbake til jorden utenfor horisonten . Denne " skywave " eller "skip" forplantningsteknikken har blitt brukt siden 1920-tallet for radiokommunikasjon på lange avstander, opp til transkontinentale avstander.

Forplantning påvirkes av tiden på dagen. På dagtid presser solvinden dette laget nærmere jorden, og begrenser dermed hvor langt det kan reflektere radiobølger. Omvendt, på natten ( le ) siden av jorden, drar solvinden ionosfæren lenger bort, og derved i stor grad øke område som radiobølger kan reise med refleksjon. Effektens omfang påvirkes videre av sesongen , og mengden av solflekkaktivitet .

Historie

Eksistensen av et reflekterende lag ble spådd i 1902 uavhengig og nesten samtidig av den amerikanske elektroingeniøren Arthur Edwin Kennelly (1861–1939) og den britiske polymaten Oliver Heaviside (1850–1925), som en forklaring på forplantningen av radiobølger utenfor horisonten. observert av Guglielmo Marconi i 1901. Det var imidlertid først i 1924 at eksistensen ble vist av den britiske forskeren Edward V. Appleton , som han mottok 1947 Nobelprisen i fysikk for .

Fysikere motsto ideen om det reflekterende laget av en veldig god grunn; det ville kreve total intern refleksjon , som igjen ville kreve at lysets hastighet i ionosfæren ville være større enn i atmosfæren under den. Siden sistnevnte hastighet i det vesentlige er den samme som lysets hastighet i vakuum ( " c " ), var forskere ikke villige til å tro at hastigheten i ionosfæren kunne være høyere. Ikke desto mindre hadde Marconi mottatt signaler i Newfoundland som ble kringkastet i England, så tydeligvis må det være noen mekanisme som gjør at overføringen kan nå så langt. Paradokset ble løst ved oppdagelsen at det var to lyshastigheter, fasehastigheten og gruppehastigheten . Fasehastigheten kan faktisk være større enn c , men gruppehastigheten, som er i stand til å overføre informasjon, kan ikke ved spesiell relativitet være større enn c. Fasehastigheten for radiobølger i ionosfæren er faktisk større enn c , og det gjør total intern refleksjon mulig, og slik kan ionosfæren reflektere radiobølger. Det geometriske gjennomsnittet av fasehastigheten og gruppehastigheten kan ikke overstige c , så når fasehastigheten går over c , må gruppehastigheten gå under den.

I 1925 kartla amerikanerne Gregory Breit og Merle A. Tuve først høydevariasjonene. Den ITU standard modell av absorpsjon og refleksjon av radiobølger fra Unit Layer ble utviklet av den britiske ionospheric fysikeren Louis Muggleton på 1970-tallet.

Etymologi

Rundt 1910 foreslo William Eccles navnet "Heaviside Layer" for det radiobølgereflekterende laget i den øvre atmosfæren, og navnet har senere blitt adoptert mye. Navnet Kennelly – Heaviside-laget ble foreslått i 1925 for å gi æren til arbeidet til Kennelly, som gikk forut for forslaget fra Heaviside i flere måneder.

Se også

Referanser