В силу геометрических особенностей земли и свойств электромагнитных волн, радиоволны могут огибать землю и наблюдаться на больших расстояниях. Это явление известно как диффракция радиоволн. Диффракция – это изгиб волны при ее движении вокруг препятствий или через щели. В данном случае земля выступает в качестве препятствия для движущихся радиоволн.
Радиоволны имеют особый длину волны, которая определяет их поведение в пространстве. Чем больше длина волны, тем больше ее дифракционные возможности и ширина зоны дифракции. И наоборот, чем меньше длина волны, тем меньше ее дифракционные возможности и зона дифракции. Это связано с тем, что чем меньше длина волны, тем меньше ее энергия и способность преодолевать препятствия.
Радиоволны имеют длину волны от нескольких миллиметров до нескольких километров. Наибольшую дифракционную способность имеют длинноволновые радиоволны, например, радиоволны сверхдлинных волн с длиной волны 100 метров или больше. Именно они могут огибать земной шар на расстояниях до нескольких тысяч километров. Кроме того, дифракционные свойства радиоволн способствуют их отражению от ионосферы, что дополнительно повышает дальность распространения.
Для понимания этого явления необходимо знать, что ионосфера – это слой атмосферы Земли, который начинается на высоте около 60 км и простирается до 1000 км. Ионосфера состоит из ионизированных слоев атомов различных газов, которые при воздействии на них солнечной радиации и других факторов становятся положительно или отрицательно заряженными. Это приводит к возникновению плазмы, т.е. искусственного магнитного поля на высоте от 60 до 1000 км.
Радиоволны сверхдлинных волн могут проникать в ионосферу и распространяться вдоль нее. При этом они отражаются от ее ионизированных слоев и возвращаются на поверхность земли. Это позволяет использовать радиоволны для связи на больших расстояниях, включая морские плавания и воздушные перелеты.
С другой стороны, высокочастотные волны, т.е. коротковолновые радиоволны, имеют более короткую длину волны и меньшую дифракционную способность. Они могут проникать в атмосферу на высоте нескольких километров и отражаться от границы газовв структуре атмосферы, называемой тропопаузой. Это способствует распространению коротковолновых радиоволн на большие расстояния, но они не могут огибать земной шар и используются для связи только на ближних расстояниях.
Также стоит упомянуть о явлении излучения ионов, которое происходит при сверховсемпомещающихся электронах в ионизованной плазме, создаваемой в ионосфере. При этом возникает излучение электромагнитных волн различного диапазона, включая радиоволны. Это явление также может способствовать отражению радиоволн и их распространению на большие расстояния.
Общая схема распространения радиоволн на большие расстояния включает несколько факторов, таких как дифракция, отражение от ионосферы, излучение ионов и другие. Их взаимодействие и зависимость от длины волны и частоты позволяют радиоволнам огибать земной шар и преодолевать большие расстояния.
В заключение, радиоволны могут огибать землю благодаря своей дифракционной способности, использованию ионосферы для отражения и распространения на большое расстояние, а также другим факторам, связанным с электромагнитными свойствами. Они имеют различные длины волн и способности преодолевать препятствия, что позволяет использовать их для связи на различных расстояниях и в различных условиях.