Страница:Радио всем 1929 г. №02.djvu/13

Материал из РадиоВики - энциклопедии радио и электроники
Перейти к: навигация, поиск
Выкупить рекламный блок
Эта страница не была вычитана


паздывание сигналов на небольшие доли секунды можно (как мы уже указывали) без большой натяжки объяснить тем, что они распространяются не по кратчайшему пути и со скоростями несколько меньшими, чем скорость электромагнитных волн в пустоте. Но для объяснения огромных опозданий в 10—15 секунд пришлось бы предположить одно из двух—или что скорость радиосигналов на некоторых участках их пути уменьшается во много тысяч раз по сравнению со скоростью радиоволн в пустоте, или что «радиосигналы-странники», прежде чем достигают приемника, совершают огромные путешествия в несколько миллионов километров. Трудно сказать, которое из этих объяснений более правдоподобно—оба они звучат не очень убедительно, и, пожалуй, первое из них принять труднее, чем второе.

Но все же известный голландский физик профессор Ван-дер-Поль недавно выдвинул первое из этих предположений в качестве объяснения причины запаздывания «еигналов-эхо» 1).

Объяснение Ван-дер-Поля вкратце сводится к следующему. В теории электромагнитных волн рассматриваются две скорости распространения волн. Первая, так называемая «фазовая скорость», это та скорость, с которой распространяется непрерывная, бесконечная и ничем не ограничимая электромагнитная волна. Такую волну, например, создавал бы незатухающий радиотелеграфный передатчик, если бы мы нажали ключ передатчика и держали его нажатым втечение очень большого промежутка времени. Другая скорость это—«групповая скорость», с которой распространяется ненепрерывная, неограниченная волна, а небольшая группа волн—ограниченная о двух сторон, то есть небольшой отрезок бесконечной волны. Такие именно группы, или как их иначе называют «цуги» волн создает радиотелеграфный передатчик, посылающий отдельные короткие отрывистые сигналы. Обе эти скорости—фазовая ■ и групповая—совпадают только в пустоте. А в какой- либо среде, поглощающей и рассеивающей электромагнитные волны, обе эти скорости уже не совпадают друг с другом ж в некоторых случаях отличаются одна от другой очень значительно.

Совершенно ясно, что когда мы говорим о скорости распространения радиосигналов, то речь в сущности идет о групповой скорости распространения волн, так как каждый радиосигнал представляет собой именно группу волн, ограниченную с обеих сторон. Да иначе оно и не могло быть. Ведь если бы передатчик посылал непрерывную н неограниченную цепь волн, то это не бы1) Письмо проф. Ван-дер-Поля по этому вопросу опубликовано в одной из декабрьских книжек английского журнала «Природа» (Nature).

ли бы сигналы, и о скорости распространения такой непрерывной цепи волн ничего нельзя было бы сказать. Ведь нужны именно отдельные сигналы для того, чтобы сравнить момент времени, когда они переданы, с тем моментом, когда они приняты.

Причины опозданий.

И _ вот оказывается, что именно групповая скорость волн может очень сильно изменяться, в зависимости от присутствия свободных электронов в той среде, по которой распространяются электромагнитные волны. Для данной длины волны можно подсчитать ту «концентрацию»

электронов (т. е. количество электронов на один кубический сантиметр), при которой скорость становится очень мала. Для волн порядка 30 метров эта «критическая концентрация» соответствует примерно одному миллиону электронов на 1 куб. сантиметр. И вот, если электромагнитная волна длиною в 30 метров попадает в область с такой концентрацией электронов, то ее дальнейшее распространение происходит очень медленно, и в таком районе радиосигнал может задержаться на довольно большой промежуток времени. Таким образом можно объяснить происхождение «сиг- налов-эхо», приходящих с большим опозданием. Радиосигналы, отправленные передатчиком, на пути своего распространения в верхних слоях атмосферы «натыкаются» на области с критической концентрацией электродов. Через эти области они пробираются очень медленно, и поэтому задерживаются в них на довольно большие промежутки времени. И только после того как сигналу удалось выбраться из такой области, он, наконец, добирается до приемника, но уже е большим опозданием. Величина этого опоздания зависит от условий в верхних елоях атмосферы и вместе с изменением этих условий от раза к разу может меняться. Так оно и наблюдается в действительности—при различных наблюдениях время, отделяющее «эхо» от

основного сигнала, изменяется в больших пределах.

Словом, объяснение загадки как будто найдено, и тайна «волн-страншков» раскрыта.

Однако, тотчас же после опубликования этого объяснения, против него было выдвинуто одно очень серьезное возражение. Дело в том, что путешествие радиоволн по «критическим областям» неизбежно связано с большими потерями энергии. И чем дольше радиосигнал «околачивается» в критической области, тем большая часть его энергии в этой области поглощается. Можно подсчитать, что сигнал, который провел в критической области 10 секунд, должен выйти из нее настолько ослабленным, что принять его нельзя было бы на самый чувствительный не только из существующих, но даже из вообще мыслимых приемников. Между тем «сиг гнал-это» бывает слышен почти так же громко и явственно, как и основной сигнал,

Таким образом, как будто бы удовлетворительное на первый взгляд объяснение Ван-дер-Поля приходится отвергнуть из- за. приведенного выше возражения.

Где странствуют «сигналы - эхо»?

Остается второе предположение, что скорость «радиосигналов странников» мало 'отличается от скорости света, но что зато они успевают за время своих странствований проделать огромные путешествия в несколько миллионов километров. Но при этом тотчас же возникает вопрос—по каким путям они эти путешествия совершают? Само собой напрашивается сравнение их с тем типом «сигна лов-эхо», которые Наблюдались впервые, пару лет тому назад, при работе мощных коротковолновых станций в Науэне (Германия) и Рио-де-Жанейро (Бразилия). Прием велся на пишущие приборы, и на приемной ленте можно было обнаружить цовторные «сигаалы- эхо», пришедшие через */7 и даже 2/7 секунды после основного сигнала. Время в х/7 секунды при скорости радиоволн в 300000 километров в секунду соответствует пути в 43 000 километров, то есть примерно' длине окружности земного шара. Легко было догадаться, что «сигналы- эхо» проделывали путь вокруг земного шара и только после этого попадали в приемник.

Нельзя ли предположить, что «сигналы-странники», запаздывающие на 10— 15 секунд, тоже проводят это время в кругосветных «странствованиях». В пятнадцать секунд сигнал успел более

о -ПРИНЯТЫЕ В Осло

Д- »» В ЭЙНДХОВЕНЕ (1-Й ПРИЕМНИК)

NN сигналов

43