Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Радио терезесі – Жер атмосферасына өтетін радио спектрінің аймағы. Әдетте, радио терезенің ең төменгі шегі шамамен 10 МГц (λ ≈ 30 м) құрайды; ал ең жақсы жоғарғы шек, оптималды жер үсті бақылау пункттерінен қол жеткізілетін, шамамен 1 ТГц (λ ≈ 0,3 мм) тең. Ол астрономияда маңызды рөл атқарады; 1940 жылдарға дейін астрономдар өлшемдер мен байқаулар үшін көрінетін және жақын инфрақызыл спектрлерді ғана пайдалана алды. Радиотелескоптардың дамуымен радио терезесі кеңінен қолданыла бастады, нәтижесінде астрофизиктерге құнды байқау деректерін ұсынған радиоастрономия дамыды.
The radio window is the region of the radio spectrum that penetrate the Earth's atmosphere. Typically, the lower limit of the radio window's range has a value of about 10 MHz (λ ≈ 30 m); the best upper limit achievable from optimal terrestrial observation sites is equal to approximately 1 THz (λ ≈ 0.3 mm). It plays an important role in astronomy; up until the 1940s, astronomers could only use the visible and near infrared spectra for their measurements and observations. With the development of radio telescopes, the radio window became more and more utilizable, leading to the development of radio astronomy that provided astrophysicists with valuable observational data.
Төменгі және жоғарғы шектерге әсер ететін факторлар
Радио терезесінің жиіліктерінің ең төменгі және ең жоғарғы шектері тұрақты емес; олар түрлі факторларға байланысты.
The lower and upper limits of the radio window's range of frequencies are not fixed; they depend on a variety of factors.
Орташа инфракрас сәулелерді сіңіру
Жоғарғы шек атмосферадағы оттегі (O2), көмірқышқыл газы (CO2) және су (H2O) сияқты молекулалардың тербеліс ауысуларымен анықталады, олардың энергиясы орташа инфрақызыл фотондардың энергиясына шамалас: осы молекулалар Жерге қарай келетін орташа инфрақызыл сәулеленудің көп бөлігін сіңіріп алады.
The upper limit is affected by the vibrational transitions of atmospheric molecules such as oxygen (O2), carbon dioxide (CO2), and water (H2O), whose energies are comparable to the energies of mid infrared photons: these molecules largely absorb the mid infrared radiation that heads towards Earth.
Ионосфера
Радио терезесінің төменгі жиілік шегі радио толқындарының ионосфералық сынуымен күшті байланысты, олардың жиілігі шамамен 30 МГц-тен төмен (λ > 10 м); 10 МГц-тен төмен жиілікті радио толқындары (λ > 30 м) ионосферадан ғарышқа кері шағылысады. Төменгі шек ионосфераның бос электрондарының тығыздығына пропорционал және плазма жиілігімен сәйкес келеді:
The radio window's lower frequency limit is greatly affected by the ionospheric refraction of the radio waves whose frequencies are approximately below 30 MHz (λ > 10 m); radio waves with frequencies below the limit of 10 MHz (λ > 30 m) are reflected back into space by the ionosphere. The lower limit is proportional to the density of the ionosphere's free electrons and coincides with the plasma frequency:
мұндағы – плазма жиілігі, Гц-те, ал – электрон тығыздығы, текше метрге электрондар саны. Күн сәулесіне өте сезімтал болғандықтан, мәні күндіз бен түннің арасында айтарлықтай өзгереді, әдетте күндіз төмендеп, радио терезесінің төменгі шегінің төмендеуіне, ал түнде жоғарылап, радио терезесінің төменгі жиілік шегінің көтерілуіне әкеледі. Дегенмен, бұл күннің активтілігіне және географиялық орналасуына да байланысты.
where is the plasma frequency in Hz and the electron density in electrons per cubic meter. Since it is highly dependent on sunlight, the value of changes significantly from daytime to nighttime usually being lower during the day, leading to a decrease of the radio window's lower limit and higher during the night, causing an increase of the radio window's lower frequency end. However, this also depends on the solar activity and the geographic position.
Тропосфера
Байқаулар жүргізген кезде радиоастрономдар радиотерезенің жоғарғы шегін 1 ТГц оптимумына қарай кеңейтуге тырысады, себебі астрономиялық объектілер жоғары жиілік диапазонында күштірек спектрлік сызықтарды шығарады. Тропосфералық су буы жоғарғы шекке елеулі әсер етеді, өйткені оның резонанстық сіңіру жиіліктері 22,3 ГГц (λ ≈ 1,32 см), 183,3 ГГц (λ ≈ 1,64 мм) және 323,8 ГГц (λ ≈ 0,93 мм) құрайды. Тропосфералық оттегінің 60 ГГц (λ ≈ 5,00 мм) және 118,74 ГГц (λ ≈ 2,52 мм) жиіліктеріндегі жолақтары да жоғарғы шекке әсер етеді. Су буының әсерін азайту үшін көптеген обсерваториялар құрғақ климатты биік таулы аймақтарда салынған. Дегенмен, радиотолқындардың таралуына оттегінің кедергісін болдырмау үшін көптеген шаралар қолдану мүмкін емес.
When performing observations, radio astronomers try to extend the upper limit of the radio window towards the 1 THz optimum, since the astronomical objects give spectral lines of greater intensity in the higher frequency range. Tropospheric water vapour greatly affects the upper limit since its resonant absorption frequency bands are 22.3 GHz (λ ≈ 1.32 cm), 183.3 GHz (λ ≈ 1.64 mm) and 323.8 GHz (λ ≈ 0.93 mm). The tropospheric oxygen's bands at 60 GHz (λ ≈ 5.00 mm) and 118.74 GHz (λ ≈ 2.52 mm) also affect the upper limit. To tackle the issue of water vapour, many observatories are built at high altitudes where the climate is more dry. However, not many things can be done to avoid the oxygen's interference with radio waves propagation.
Радиожиілік кедергісі
Радио терезесінің ені радиожиіліктің кедергісіне де байланысты, ол белгілі бір толқын ұзындығы диапазондарындағы байқауларды қиындатып, радиоастрономияның байқау деректерінің сапасын нашарлатады.
The width of the radio window is also affected by radio frequency interference which hinders the observations at certain wavelength ranges and undermines the quality of the observational data of radio astronomy.