то показатель преломления равен

Он зависит от диэлектрических проницаемостей сред, и если первой средой является воздух (г- 1), то показатель преломления, очевидно, равен

= /.- (43. IX)

В общем случае двух разных сред происходит отражение и преломление волн, при этом процент энергии в отражённой волне тем больше, чем больше среды разнятся между собой. Если среды очень сильно отличаются одна от другой, то преломления волн не будет, будет только отражение волн от границы раздела этих сред.

Диэлектрическая проницаемость ионизированного воздуха

Рассмотрим особенности движения радиоволн в ионизированном воздухе, т. е. воздухе, содержащем электроны и ионы. Для простоты выкладок пренебрежём действием магнитного поля земли и столкновением электронов и ионов с нейтральными молекулами.

Пусть электроны и ионы ионизированного воздуха находятся под действием переменного элекгрического поля, изменяющегося по гармояическо.му закону £=£ е . Электроны и ионы придут под действием пол.я в колебательное движение, и, следовательно, в ионизированном воздухе, кроме тока смещения, будет ещё ток конвекции. Так как масса электрона во много раз меньше массы иона, то электроны колеблются с а.мплитудой, много большей амплитуды колебаний ионов. Поэтому можно считать, что токи конвекции создаются только колебаниями электронов.

Плотность тока в ионизированном воздухе определяется как сумма плотностей токов смещения и конвекции

/=7, + 7, = е Леу, (44.IX)

где Sq = - lO~ - диэлектрическая проницаемость воздуха, -,

36ic м

Е - напряжённость электрического поля радиоволны, Л -- число электронов в 1 м,

V - скорость движения электрона, м, -е - заряд электрона, к. 24* 371

Преобразуем последнее выражение. Сила, действующая на заряд в электрическом поле, равна

F=-eE.

С другой стороны, эта же сила может быть определена из выражения

F = tna,

где а - ускорение,

т - масса электрона.

Приравнивая эти выражения, определяем ускорение

а =---Е. (45.IX)

Так как

- dv

- а

Подставив в последнее выражение значения а, из равенства (45.IX) получим

(46. IX)

1 <а т

Подставляя в ф-лу (44.IX) выражение (46.IX) и принимая во внимание, что

получим

= iinE,

/ eoi + ? = i £0o-4Y (47.IX)

Если бы воздух был идеальным диэлектриком (не было бы ионизации), то в нём был бы только ток смещения, плотность которого определяется равенством

T=l,=i>Ee. (48. IX)

Из сравнения выражений (47.IX) и (48.IX) следует, что благодаря ионизации диэлектрическая проницаемость воздуха изменилась и стала равной

Разделив обе части а е, получим более удобную для расчё тов относительную диэлектрическую проницаемость ионизирован* (ного воздуха

Подставляя в последнее равенство ш = 2-r:f, 1 1ri- / 1 дло 1А-19

\Q-, е= I-IO-k и

36ic м

/ = 9,106-10~кг,

окончательно получим

в, =1-81-, (49.IX)

где N выражено в -, а f - в гц.

Если / выражать в кгц, то Л надо выражать в - .

Последнее выражение позволяет заключить, что относитель пая диэлектрическая проницаемость ионизированного воздуха тем меньше единицы, чем больше электронная плотность N и чем ниже частота, т. е. больше длина волны.

Отметим, что скорость распространения радиоволны в ионизированном слое равна

т. е. скорость распространения радиоволны в ионосфере больше скорости света в вакууме. Скорость v характеризует в распространяющейся радиоволне только расстояние между поверхностями одинаковых фаз, т е. длину волны в ионосфере, которая оказывается больше длины волны в вакууме. Эта скорость носит название фазовой скорости. Фазовая скорость, определяя распределение фаз колебаний в различных точках вдоль пути радиоволны в ионосфере, не равна скорости передачи сипнала (скорости передачи энергии). Скорость передачи сигнала определяется как отношение г - расстояния между источником колебаний и точкой приёма, к t - времени, необходимому для прихода созданных источником колебаний в точку приёма, т. е. опреде-

ляется выражением и = - .

Фазовая скорость для каждой составляющей спектра модулированных колебаний различна, в то время как скорость передачи энергии спектра модулированных колебаний от пункта передачи до пункта приёма одинакова и равна и. Эта скорость и носит название групповой скорости. Причиной разницы между