Кенели–Хийвисайд (Е): слой на йоносферата 90–150 км, отразява AM сигнали
Кенели–Хийвисайд (слой E): йоносфера на 90–150 км, която отразява AM сигнали (300 kHz–3 MHz) и осигурява далечни радиовръзки — история, механизъм и приложения.
Слоят на Кенели–Хийвисайд (често означаван като слой Е) е част от йоносферата — област от атмосферата, съдържаща йонизирани газове, разположена приблизително на 90–150 км над земната повърхност. Името идва от двама учени, независимо предложили неговото съществуване: Артър Едуин Кенели и Оливър Хийвисайд. Наличието на слоя бе експериментално потвърдено през 1924 г. от английския физик Едуард В. Апълтън, който по-късно получава Нобелова награда за изследванията си върху йоносферата (1947 г.).
Разположение и физически свойства
Слоят Е обикновено се наблюдава на височини между ~90 и 150 км. Той съдържа електрони и йони, чието количество (плътност на електроните) варира в зависимост от слънчевата активност, време на денонощието и географска ширина. По време на дневния период слоят е по-силно йонизиран поради ултравиолетовото и рентгеновото слънчево лъчение; през нощта йонизацията намалява и слой Е често отслабва или изчезва.
Как влияе на радиовълните
Слой Е може да огъва или отразява радиовълни назад към земята чрез процес на рефракция в йонизирана среда. Това позволява предаване на радиосигнали над хоризонта (т.нар. skywave propagation). В практиката слой Е често отразява честоти в честотния диапазон на средновълновите (AM) излъчвания — приблизително от няколко стотин kHz до няколко MHz — като точният горен предел зависи от моментната електронна плътност (критична честота foE). В определени условия максимумът на отразяване може да достигне по-високи честоти.
Спорадичен Е (Es) и необичайни феномени
Понякога в слоя Е се появяват локализирани, силно йонизирани области, известни като спорадичен Е (Es). Те могат да отразяват и значително по-високи честоти — дори в УКВ диапазона — и да позволят необичайно далечни връзки за кратки периоди от време. Спорадичният Е е важен фактор при радиоаматорските и авиационните връзки, тъй като може внезапно да промени условията за предаване.
Историческо и практическо значение
В края на 1920‑те и през следващите десетилетия слой Е стана ключов за дългите AM предавания, тъй като позволяваше покриване на големи разстояния без нужда от ретранслатори. Днес знанието за поведението на слоя Е е важно за радиосвързаността, навигационните системи, авиацията и изследванията на космическата и атмосферната среда. Също така слой Е се изучава при експерименти, свързани с йоносферно отопление и мониторинг на слънчевото влияние върху земната среда.
Ключови факти:
- Имена: Артър Е. Кенели и Оливър Хийвисайд; експериментално потвърждение от Едуард В. Апълтън (1924).
- Височина: приблизително 90–150 км над земната повърхност.
- Честоти: обичайно отразява средновълнови и нискочестотни кратки вълни (стотици kHz до няколко MHz), с вариации в зависимост от йонизацията.
- Особености: дневно/нощно изменение, спорадичен Е (Es), влияние на слънчевата активност.
обискирам