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電離層的發現——10月14日科學史上的今天

2018-10-12作者:科學π工作室, 編著編輯:書問閱讀



電離層高懸在太空,不被日常生活的人們所察覺,但它的重要性以及對人類生活的影響卻不可忽視。


1901年12月,意大利發明家伽里爾默·馬可尼進行了有史以來首次無線電通信試驗。無線電信號從英國到紐芬蘭島,橫跨大西洋,傳播的總距離3200千米。這一成功的背后,揭示了另一個秘密,即電離層的存在。


1902年英國物理學家奧利弗·亥維賽提出一個假設,認為在大氣上一定有一層導電的粒子,這層導電粒子就像“鏡面”一樣,可使無線電信號在其上反射。就在這一年,愛爾蘭電氣工程師埃德溫·肯涅利也發現了電離層的射電性質,因此電離層又被后人稱為肯涅利-亥維賽層。


英國物理學家愛德華·阿普爾頓為了證明有這個看不見的電離層,他不斷發射無線電波,并且不斷改變著發射頻率和發射地點,然后考察反射的回波的頻率和接收位置,從回波的情況斷定出來自高空電離層的反射,不僅證實了電離層的存在,還確定出了它的射電性質。他的這一成果于1925年10月14日發表在英國《皇家學會進展》雜志上,這篇論文成為電離層存在的證據。


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此后,阿普爾頓對電離層的研究又持續了10年之久,他先后發現了電離層具有E層和F層結構,又從電離層對電磁波的反射中斷現象發現了電離層暴現象,以后又系統地研究了電離層對電磁波的吸收和折射性質,這些研究對短波無線電通信和雷達導航定位技術應用起到了重要作用,他也因此獲得了1947年的諾貝爾物理學獎。


研究電離層變化規律,對衛星定位技術、射電天文觀測、導航通信技術、雷達技術,甚至災害預報、空間天氣預報等都具有重要的意義。



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作者科學π工作室 編著
出版清華大學出版社
定價99元
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