Номер 6.79, страница 141 - гдз по физике 11 класс сборник задач Заболотский, Комиссаров

Колебания и волны. Глава 6. Волны. Принципы радиосвязи - номер 6.79, страница 141.

Условие.

6.79. Почему затруднена радиосвязь на коротких волнах в горной местности?

Решение.

Решение

Радиосвязь на коротких волнах (КВ) в горной местности затруднена по нескольким основным причинам, связанным с физикой распространения радиоволн и сложным рельефом.

1. Экранирование и образование «радиотени». Короткие волны имеют длину от 10 до 100 метров. Размеры гор и хребтов намного больше длины волны ($ \lambda \ll d_{горы} $). Из-за этого короткие волны не могут эффективно огибать (дифрагировать) столь крупные препятствия и распространяются практически прямолинейно. Гора на пути сигнала создает за собой обширную область, куда прямой сигнал не проникает — так называемую «радиотень». Связь между точками, разделенными горой, становится невозможной по прямому лучу.

2. Многолучевое распространение и интерференция (фединг). Горный рельеф с множеством склонов и скал действует как система отражателей. В результате радиосигнал достигает приемника не одним, а множеством путей (лучей) — прямой (если он есть) и несколько отраженных. Эти лучи проходят разное расстояние и приходят в точку приема с разными фазами. Складываясь в антенне, они интерферируют. Если волны приходят в противофазе, они ослабляют друг друга, что может привести к полному пропаданию сигнала. Это явление называется замиранием или федингом, оно делает связь крайне нестабильной.

3. Поглощение сигнала. Горные породы и почва обладают способностью поглощать энергию электромагнитных волн. Поверхностная волна, распространяющаяся вдоль земли, в горной местности быстро затухает из-за значительного поглощения.

4. Затруднение связи через ионосферу. Хотя короткие волны известны своей способностью отражаться от ионосферы для дальней связи, в горах этот механизм также может работать плохо. Антенны, расположенные в долинах или ущельях, могут быть окружены высокими вершинами, которые блокируют путь сигнала к ионосфере и обратно, особенно для волн, идущих под малыми углами к горизонту, которые наиболее эффективны для дальней связи.

Ответ: Радиосвязь на коротких волнах в горной местности затруднена из-за того, что горы, будучи препятствиями, значительно превосходящими длину волны, создают обширные «радиотени» (экранируют сигнал). Кроме того, многочисленные отражения от горного рельефа приводят к многолучевому распространению и интерференции волн, что вызывает глубокие замирания (фединг) и нестабильность сигнала. Также происходит поглощение энергии радиоволн горными породами и экранирование пути сигнала к ионосфере.