Номер 3, страница 88 - гдз по физике 11 класс учебник Туякбаев, Насохова

3. Как осуществляется радиосвязь на сверх далекие расстояния короткими волнами?

3. Радиосвязь на сверхдалекие расстояния с использованием коротких волн (КВ), относящихся к диапазону частот от 3 до 30 МГц, осуществляется благодаря уникальному механизму распространения, известному как ионосферное отражение или распространение пространственной волной.

Основной принцип заключается в следующем:

1. Излучение волны. Радиопередатчик на Земле излучает короткие радиоволны. В отличие от ультракоротких волн (УКВ), которые распространяются в основном прямолинейно в пределах прямой видимости, и длинных волн (ДВ), которые огибают земную поверхность, короткие волны направляются под определенным углом к горизонту вверх, в атмосферу.

2. Взаимодействие с ионосферой. На высотах от 60 до 1000 км находится ионосфера — ионизированный слой атмосферы. Ионизация происходит под действием ультрафиолетового и рентгеновского излучения Солнца. Эта область, состоящая из нескольких слоев (D, E, F), содержит большое количество свободных электронов и ионов. Для радиоволн определенной частоты ионосфера действует как отражающая поверхность.

3. Отражение (преломление) волны. Когда короткая волна достигает ионосферы, она не просто отражается как свет от зеркала, а испытывает постепенное преломление. Из-за изменения концентрации электронов с высотой траектория волны плавно изгибается и, при определенных условиях (правильно подобранная частота и угол падения), волна возвращается обратно к Земле.

4. Многоскачковое распространение. Вернувшись на Землю, радиоволна может отразиться от ее поверхности (особенно хорошо от соленой воды океана) и снова устремиться к ионосфере для следующего "скачка". Этот процесс может повторяться несколько раз. Каждый такой скачок может покрывать расстояние до 4000 км. Благодаря многоскачковому распространению радиосигнал может обогнуть весь земной шар.

Успешность такой связи сильно зависит от:

• Частоты волны: для каждого расстояния и времени суток существует оптимальная рабочая частота.
• Времени суток: ночью ионосфера "поднимается" и ее нижние поглощающие слои исчезают, что способствует более дальнему распространению, особенно на низкочастотных участках КВ-диапазона.
• Солнечной активности: 11-летний цикл солнечной активности напрямую влияет на степень ионизации и, следовательно, на "качество" отражения.

Таким образом, именно способность коротких волн многократно отражаться от ионосферы и поверхности Земли позволяет устанавливать радиосвязь между точками, не имеющими прямой видимости и расположенными на сверхдалеких (в том числе межконтинентальных) расстояниях.

Ответ: Радиосвязь на сверхдалекие расстояния короткими волнами осуществляется за счет их способности многократно отражаться от ионосферы (ионизированных верхних слоев атмосферы) и поверхности Земли, что позволяет сигналу в виде последовательных "скачков" достигать точек, находящихся далеко за пределами горизонта.