Электрмагниттік толқынның ионосферада таралуы

Лекция 3

Электрмагниттік толқынның ионосферада таралуы

Спутниктен сигнал ионосферадан шағылғаннан кейін қабылданады. Ионосфера − атмосфераның жоғарғы қабаты. Күн радиациясы, космостық сәулелер атмосфера молекулаларының электрон және ионға ыдыратады, олардың қоспасы плазма деп аталады. Электрмагниттік толқынның плазмадан өту, шағылу мүмкіндіктерінің физикасын қарастырамыз.

Электрлік индукция D ⃗=ɛЕ ⃗ векторын поляризация векторы Р ⃗ арқылы жазамыз:

D ⃗=4πр ⃗+Е ⃗, р ⃗=-Nех ⃗, (1)

мұндағы N − көлем бірлігіндегі электрондар саны, х − электрон мен ион арасындағы қашықтық.

(1) формуладағы минус таңба электрон зарядының теріс екендігіне сәйкес. D шамасының екі анықтамасынан скалярлық түрде мына формулаларды жазамыз:

ɛЕ = -4πNex+Е, ɛ = 1 - 4πNex/Е (2)

Ньютонның екінші заңынан Е электрлік кернеулікті табамыз:

х ̈= е/m Е,Е(ω)= m/e ω^2 x, (3)

ω – толқын жиілігі

(3) - формуланы (2) - формулаға қойып диэлектірлік өтімділікті табамыз:

ɛ(ω) = 1- (4πNe^2)/( m) 1/ω^2 =1-(ω_0^2)/ω^2 , (4)

ω_0^2=√(〖4πNe〗^2/m)- плазмалық жиілік. (5)

(5) - формула ионың айналасында электронның тербелу жиілігін анықтайды.

Электромагниттік толқынның плазмада сыну көрсеткішінің (n) анықтаймыз:

n = c/υ, υ=1/√(ε(ω) ) , (6)

мұнда с – жарық