Номер 6, страница 69 - гдз по физике 11 класс учебник Башарулы, Шункеев

6. Каковы особенности распространения различных радиоволн на поверхности Земли и в околоземном пространстве?

Распространение радиоволн на поверхности Земли и в околоземном пространстве кардинально зависит от их длины волны (частоты). Разные диапазоны радиоволн имеют уникальные особенности, которые определяют их сферу применения. Ключевые явления, влияющие на распространение, — это дифракция (огибание препятствий), отражение от ионосферы, поглощение и распространение в пределах прямой видимости.

Длинные волны (ДВ)

Длинные волны ( $\lambda$ = 1–10 км, частота 30–300 кГц) распространяются преимущественно как поверхностные (земные) волны. Благодаря очень большой длине они хорошо дифрагируют, то есть огибают кривизну Земли и крупные препятствия. Это обеспечивает устойчивую связь на большие расстояния (до 2000–3000 км) практически независимо от времени суток. Пространственная волна (распространяющаяся к ионосфере) днем сильно поглощается, но ночью может частично отражаться, незначительно увеличивая дальность.

Средние волны (СВ)

Средние волны ( $\lambda$ = 100–1000 м, частота 300 кГц – 3 МГц) используют два механизма распространения. Днем связь на расстояние до 1000 км обеспечивается за счет поверхностной волны, так как пространственная волна полностью поглощается ионосферой. Ночью нижние слои ионосферы, поглощающие радиоволны, исчезают, и СВ начинают хорошо отражаться от верхних слоев. Это позволяет принимать сигналы на расстоянии в несколько тысяч километров. Из-за одновременного прихода поверхностной и отраженной волн ночью часто возникают замирания сигнала (фединг).

Короткие волны (КВ)

Короткие волны ( $\lambda$ = 10–100 м, частота 3–30 МГц) распространяются почти исключительно за счет пространственной волны. Поверхностная волна затухает очень быстро (в пределах нескольких десятков километров). Главная особенность КВ — способность многократно отражаться от ионосферы и поверхности Земли, что позволяет устанавливать связь между любыми точками земного шара. Качество и дальность такой связи сильно зависят от состояния ионосферы, которое меняется в течение суток, сезона и с циклом солнечной активности. Между зоной действия поверхностной волны и зоной прихода первой отраженной волны образуется "мертвая зона", где прием невозможен.

Ультракороткие волны (УКВ)

Ультракороткие волны ( $\lambda$ < 10 м, частота > 30 МГц) по своим свойствам близки к световым лучам. Они распространяются прямолинейно, в пределах прямой видимости, и практически не способны огибать препятствия и кривизну Земли. Ионосфера для них прозрачна, они не отражаются от нее, а проходят насквозь. Это свойство делает их идеальными для связи с космическими аппаратами, спутникового телевидения и навигации. Дальность связи на Земле ограничена горизонтом и зависит от высоты передающей и приемной антенн. Дальность прямой видимости $d$ можно оценить по формуле $d \approx \sqrt{2Rh_1} + \sqrt{2Rh_2}$, где $R$ — радиус Земли, а $h_1$ и $h_2$ — высоты антенн. В редких случаях возможна дальняя связь за счет рассеяния волн в тропосфере.

Ответ: Особенности распространения радиоволн определяются их длиной волны. Длинные волны распространяются вдоль поверхности Земли, огибая ее (дифракция). Средние волны днем распространяются вдоль поверхности, а ночью дополнительно отражаются от ионосферы, что увеличивает дальность. Короткие волны могут многократно отражаться от ионосферы, обеспечивая связь по всему миру. Ультракороткие волны распространяются прямолинейно в пределах прямой видимости и проходят сквозь ионосферу, что позволяет использовать их для космической связи.