рованных слоев е имеет резких границ, так как ионизация между слоями не спадает до нуля.

Образование нескольких максимумов ионизации, кроме указанных выше причин, обусловлено также существованием максимумов температуры атмосферы по высоте её и наличием корпускулярного излучения солнца, создающего максимальную ионизацию на другой высоте, нежели солнечные лучи. Отсутствие максимума ионизации в верхней части атмосферы, несмотря на то, что солнечные лучи, проходящие в ией, обладают наибольшей энергией (ещё не израсходованной на ионизацию более близких

к земле слоев атмосферы), объясняется очень малой плотностью верхней части атмосферы. Если предположить, что все молекулы воздуха в верхней части атмосферы ионизированы, то всё равно электронная плотность окажется значительно меньшей, чем в более близких к земле слоях атмосферы.

Из указанных выше трёх ионизированных слоев два слоя существуют постоянно. Это - нижний слой Е и верхний слой Fz. Третий слой Fi существует в течение дня, он появляется рано утром, существует днём и исчезает к ночи. Высоты отдельных

Оп,11сите1ьиазле°тронн1й СЛёв И МЗКСИМуМ ЭЛеКТроННОЙ ПЛОТ-

i3d0

плотность

Т?ис. 20.IX. Кривая распределения относите,1ьной электронной плотности по высоте над землей для некоторого момента времени днем

ности в слоях изменяются в зависимости от времени суток и года под влиянием изменения состава и температуры воздуха на разных высотах и получаемых от солнца излучений.

Слой Е удерживается на высоте порядка 100-130 км, в этом слое в средних широтах электронная плотность летом днём порядка Л/=(0,1-0,2) 10-- зимой ночью порядка Л=10-.

СМ/ см

Зимой и ночью летом слой Е практически почти не влияет на распространение коротких волн. Слой F2 находится в зимние месяцы в дневные часы на высоте примерно 220-240 км и имеет электронную плотность порядка (0,6-2)-10 -

слоя порядка ЗООн- 325 км,

электронная

в ночные часы высота плотность порядка

(1,5- 2,5)-10-. В летние месяцы в дневные часы слой F раз-

деляется а два слоя, верхний из которых по-прежнему называется слоем Fz и находится на высоте 250 -ь 400 км. Нижний слой называется слоем F\; он находится на высоте 180-ь 240 км и 368

имеет электронную плотность порядка (2 -4,5)-10-. Во время

захода солнца слой Fi поднимается и сливается со слоем F2. Слой F2 продолжает существовать и ночью. В зимние месяцы слой Fi не существует. Слой F2 существует всегда и ночью находится на высоте примерно 300 км.

Некоторые исследователи указывали на существование других ионизированных слоев, из которых наиболее важным является слой D, лежащий ниже слоя Е примерно на высоте 60-80 км и регулярно существующий только днём. Хотя этот ионизированный слой изучен меньше, чем слои Е и F2, но достоверно установлено, что он поглощает энергию радиоволн, в особенности средних и коротких волн.

Изменение состояния ионосферы теоно связано с регулярными и нерегулярными изменениями солнечных излучений и, в частности, с одиннадцатилетним периодическим изменением солнечной активности.

Состояние ионосферы мало зависит от долготы места, так как суточные изменения электронной плотности сохраняют свой характер независимо от долготы. Однако широта имеет большое значение, что объясняется изменением (с изменением широты) угла падения солнечных лучей и, следовательно, степени ионизации. Это подтверждается тем, что ионизация в экваториальных областях больше, нежели в полярных.

Суточные, сезонные и одиннадцатилетние изменения состояния ионосферы происходят регулярно (правильно), а поэтому носят название регулярных. Кроме регулярных изменений, в ионосфере наблюдаются также нерегулярные процессы, т. е. процессы, имеющие непериодический - случайный характер. К числу их относятся ионосферные бури, ооновной причиной которых являются корпускулярные излучения солнца, вызывающие разрушение нормальной (обычной) слоистости ионосферы и приводящие к возникновению небольших, беспорядочно перемещающихся ионизированных облаков, т. е. к возмущению в ионосфере. Ионосферные бури происходят как ночью, так и днём. Они имеют тесную связь с магнитными бурями, полярными сияниями и токами в коре земного шара. Их продолжительность изменяется от нескольких часов до нескольких суток. Ионосферные бури могут охватывать как весь земной шар (общие ионосферные возмущения), так и только некоторую область ионосферы (местные ионосферные возмущения), главным образом полярные районы.

Следует указать ещё на два наблюдаемые в ионосфере нерегулярные явления, именно: 1) на возникновение спорадического слоя т. е. образования сильно ионизированной области в слое Е, 2) на возникновение внезапной сильной ионизации в слое D. Возникновение спорадического слоя, существующего не более нескольких часов и занимающего относительно небольшую область ионосферы (протяжённостью в сотни и даже десятки ки-24-624 369

лометров), вероятно связано с потоками метеоров и с грозовой деятельностью. Возникновение внезапной сильной ионизации в слое D объясняется происходящими на поверхности солнца вспышками излучения ультрафиолетовых лучей.

На состояние ионосферы оказывают влияние солнечные затмения и ряд других причин.

§ 7.IX. Влияние ионосферы на распространение радиоволн

Отражение и преломление волны на границе раздела двух сред

Распространение плоской электромагнитной волны в однородном диэлектрике происходит прямолинейно и без потерь со скоростью

v = ~, (41.IX)

где с - скорость света, равная 3-10 ,

- относительная диэлектрическая проницаемость среды. При наличии двух сред с относительными диэлектрическими проницаемостями и £,2 (рис. 21.IX) волна, распространяющаяся в одной из них, например, в среде (луч АО), дойдя до границы раздела сред (Z), частью отразится (луч ОВ),пщ-чём угол Отражения Gg равен углу падения вц а частью перейдёт в среду е2 (луч ОС), причём угол преломления ©а определяется согласно закону преломления

Рис. 21. IX. Отражение и преломление луча, падающего на границу раздела двух сред

sin 01

sin Из

= Л,

(42.IX)

где п - показатель преломления, равный, в свою очередь, отношению скоростей распространения волны в первой и второй средах

Так как скорости распространения волн в средах с относитель-

ными диэлектрическими проницаемостями венно равны (при [а = )

С С

ei ri соответст-