طبقة كينيلي-هيفيسايد

طبقة هيفسايد ، ^[1]^[2] تسمى أحيانًا طبقة كينيلي-هيفسايد ، ^[3]^[4] التي سميت على اسم آرثر إي كينيلي وأوليفر هيفسايد ، هي طبقة من الغاز المؤين تقع تقريبًا بين 90 كم و150 كم (56 و93 ميلًا) فوق سطح الأرض - وهي واحدة من عدة طبقات في الغلاف الأيوني للأرض . تُعرف أيضًا باسم المنطقة E. وهي تعكس الموجات الراديوية متوسطة التردد . وبسبب هذه الطبقة العاكسة، يمكن للموجات الراديوية المشعة في السماء أن تعود إلى الأرض بعد الأفق . وقد تم استخدام تقنية انتشار " الموجة السماوية " أو "التخطي" هذه منذ عشرينيات القرن العشرين للاتصالات اللاسلكية على مسافات طويلة، تصل إلى مسافات عبر القارات.

يتأثر انتشار الموجات الراديوية بوقت النهار. فخلال النهار تضغط الرياح الشمسية على هذه الطبقة لتقترب بها من الأرض، مما يحد من مدى قدرتها على عكس الموجات الراديوية. وعلى العكس من ذلك، على الجانب المظلم من الأرض، تسحب الرياح الشمسية الغلاف الأيوني بعيدًا، مما يزيد بشكل كبير من مدى قدرة الموجات الراديوية على السفر عن طريق الانعكاس. ويتأثر مدى التأثير أيضًا بالموسم وكمية نشاط البقع الشمسية .

تاريخ

تم التنبؤ بوجود طبقة عاكسة في عام 1902 بشكل مستقل وفي نفس الوقت تقريبًا من قبل المهندس الكهربائي الأمريكي آرثر إدوين كينلي (1861-1939) ^[5] والموسوعي البريطاني أوليفر هيفسايد (1850-1925)، كتفسير لانتشار الموجات الراديوية خارج الأفق الذي لاحظه جوجليلمو ماركوني في عام 1901. ومع ذلك، لم يتم إثبات وجودها حتى عام 1924 من قبل العالم البريطاني إدوارد ف. أبلتون ، ^[6] والذي حصل عنه على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1947. ^[7]

قاوم الفيزيائيون فكرة الطبقة العاكسة لسبب وجيه للغاية؛ حيث تتطلب انعكاسًا داخليًا كليًا ، مما يتطلب بدوره أن تكون سرعة الضوء في الغلاف الأيوني أكبر من تلك الموجودة في الغلاف الجوي أسفله. نظرًا لأن السرعة الأخيرة هي في الأساس نفس سرعة الضوء في الفراغ ( c )، لم يكن العلماء على استعداد للاعتقاد بأن السرعة في الغلاف الأيوني يمكن أن تكون أعلى. ومع ذلك، فقد تلقى ماركوني إشارات في نيوفاوندلاند تم بثها في إنجلترا، لذا فمن الواضح أنه يجب أن تكون هناك آلية تسمح للإرسال بالوصول إلى هذا الحد. تم حل المفارقة من خلال اكتشاف وجود سرعتين للضوء، سرعة الطور وسرعة المجموعة . يمكن أن تكون سرعة الطور في الواقع أكبر من c ، لكن سرعة المجموعة، كونها قادرة على نقل المعلومات، لا يمكن أن تكون أكبر من c وفقًا لنظرية النسبية الخاصة . إن سرعة الطور للموجات الراديوية في الغلاف الأيوني أكبر بالفعل من c ، وهذا يجعل الانعكاس الداخلي الكلي ممكنًا، وبالتالي يمكن للغلاف الأيوني أن يعكس الموجات الراديوية. لا يمكن للمتوسط الهندسي لسرعة الطور وسرعة المجموعة أن يتجاوز c ، لذلك عندما تزيد سرعة الطور عن c ، يجب أن تقل سرعة المجموعة عنها.

في عام 1925، قام الأمريكيان جريجوري بريت وميرل أ. توف برسم خريطة لأول مرة لاختلافات ارتفاع طبقة هيفيسايد. وقد طور عالم الفيزياء البريطاني لويس ماجلتون ^{[8] نموذج}الاتحاد الدولي للاتصالات القياسي لامتصاص وانعكاس الموجات الراديوية بواسطة طبقة هيفيسايد في سبعينيات القرن العشرين.

علم أصل الكلمة

حوالي عام 1910، اقترح ويليام إكليس اسم "طبقة هيفسايد" للطبقة العاكسة للموجات الراديوية في الغلاف الجوي العلوي، ^[1] وتم تبني الاسم على نطاق واسع لاحقًا. ^[2] تم اقتراح اسم طبقة كينيلي-هيفسايد في عام 1925 لإعطاء الفضل لعمل كينيلي، ^[3]^[5] والذي سبق اقتراح هيفسايد بعدة أشهر.

انظر أيضا

حزام فان ألين

مراجع

^ ab Griffiths, Hugh (15 نوفمبر 2018). "Oliver Heaviside and the Heaviside layer", Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 376 : No. 2134. https://doi.org/10.1098/rsta.2017.0459. تم الاسترجاع في 14 يونيو 2019.
^ ab Marchant, EW (ديسمبر 1916). "طبقة هيفيسايد"، وقائع معهد مهندسي الراديو، 4، العدد 6، ص 511-520.
^ ab McAdie, Alexander (22 مايو 1925) "طبقة كينلي-هيفيسايد"، ساينس، 61 ، رقم 1586، ص 540 DOI: 10.1126/science.61.1586.540
^ مارتن، دي إف (1934). "الضغط الجوي وتأين طبقة كينيلي-هيفيسايد". نيتشر . 133 (3356): 294. رمز Bibcode :1934Natur.133R.294M. doi : 10.1038/133294b0 . ISSN 0028-0836. S2CID 684206.
^ ab Russell, A. (24 أكتوبر 1925). "طبقة ""كينيلي-هيفيسايد""، مجلة نيتشر 116 ، ص. 609. doi:10.1038/116609c0
^ Appleton, Edward V., and Barnett, MAF (1 December 1925). "حول بعض الأدلة المباشرة على الانعكاس الجوي للأسفل للأشعة الكهربائية"، وقائع الجمعية الملكية في لندن، السلسلة أ، تحتوي على أوراق ذات طابع رياضي وفيزيائي، 109.752 ص. 621-641.
^ "جوائز نوبل لعام 1947: السير إدوارد أبلتون، GBE، KCB، FRS"، Nature ، 160 ، ص 703-704 (22 نوفمبر 1947) doi:10.1038/160703c0
^ LM Muggleton (1975). "طريقة للتنبؤ بـ foE في أي وقت ومكان". مجلة الاتصالات السلكية واللاسلكية التابعة للاتحاد الدولي للاتصالات . 42 : 413-418. رمز Bibcode : 1975ITUTJ..42..413M.

Original text

Rate this translation

Your feedback will be used to help improve Google Translate

[Griffiths-1] Griffiths, Hugh (15 نوفمبر 2018). "Oliver Heaviside and the Heaviside layer", Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 376 : No. 2134. https://doi.org/10.1098/rsta.2017.0459. تم الاسترجاع في 14 يونيو 2019.

[Marchant1916-2] Marchant, EW (ديسمبر 1916). "طبقة هيفيسايد"، وقائع معهد مهندسي الراديو، 4، العدد 6، ص 511-520.

[McAdie1925-3] McAdie, Alexander (22 مايو 1925) "طبقة كينلي-هيفيسايد"، ساينس، 61 ، رقم 1586، ص 540 DOI: 10.1126/science.61.1586.540

[4] مارتن، دي إف (1934). "الضغط الجوي وتأين طبقة كينيلي-هيفيسايد". نيتشر . 133 (3356): 294. رمز Bibcode :1934Natur.133R.294M. doi : 10.1038/133294b0 . ISSN 0028-0836. S2CID 684206.

[Russell_1925-5] Russell, A. (24 أكتوبر 1925). "طبقة ""كينيلي-هيفيسايد""، مجلة نيتشر 116 ، ص. 609. doi:10.1038/116609c0

[6] Appleton, Edward V., and Barnett, MAF (1 December 1925). "حول بعض الأدلة المباشرة على الانعكاس الجوي للأسفل للأشعة الكهربائية"، وقائع الجمعية الملكية في لندن، السلسلة أ، تحتوي على أوراق ذات طابع رياضي وفيزيائي، 109.752 ص. 621-641.

[7] "جوائز نوبل لعام 1947: السير إدوارد أبلتون، GBE، KCB، FRS"، Nature ، 160 ، ص 703-704 (22 نوفمبر 1947) doi:10.1038/160703c0

[ITU-8] LM Muggleton (1975). "طريقة للتنبؤ بـ foE في أي وقت ومكان". مجلة الاتصالات السلكية واللاسلكية التابعة للاتحاد الدولي للاتصالات . 42 : 413-418. رمز Bibcode : 1975ITUTJ..42..413M.