Кіріспе

Артюр Кеннелли мен Оливер Хевисайдтың есімімен аталған Хевисайд қабаты – Жер бетінен шамамен 90 км мен 150 км (56 және 93 миль) аралығында орналасқан иондалған газ қабаты, Жердің ионосферасындағы бірнеше қабаттардың бірі. Ол сондай-ақ Е аймағы деп те аталады. Ол орта жиілікті радио толқындарды шағылыстырады. Осы шағылыстыратын қабаттың арқасында аспанға таратылған радио толқындар көкжиектен әрі жер бетіне қайта оралуы мүмкін. Бұл "skywave" немесе "skip" таралу әдісі 1920 жылдан бері ұзақ қашықтықтағы, тіпті континенттер аралық радиобайланыс үшін қолданылып келеді. Таралуға күнің уақыты әсер етеді. Күндіз күн желдің әсерінен бұл қабат Жерге жақындап, радио толқындарды шағылыстыра алатын қашықтықты шектейді. Керісінше, Жердің түнгі жағында күн жел ионосфераны одан әрі қашыққа жылжытып, радио толқындары шағылысу арқылы жүре алатын қашықтықты ұлғайтады. Бұл эффектінің мөлшеріне маусым мен күн дақтарының белсенділігі де әсер етеді.

Тарих

Ойнатушы қабаттың бар екендігін 1902 жылы америкалық электр инженері Артур Эдвин Кеннелли (1861–1939) тәуелсіз және шамамен бір уақытта болжаған, және ол үшін 1947 жылы физика саласындағы Нобель сыйлығын алған. Физиктер шағылыстыратын қабат идеясына бір себеппен қарсылық көрсетті: ол толық ішкі шағылысты қажет етеді, ал бұл ионосферадағы жарық жылдамдығы төменгі атмосферадағыдан жоғары болуын талап етеді. Соңғы жылдамдық, негізінен, вакуумдағы жарық жылдамдығымен (c) бірдей болғандықтан, ғалымдар ионосферадағы жылдамдық жоғары болуы мүмкін дегенге сенгісі келмеді. Дегенмен, Маркони Англияда таратылған сигналдарды Ньюфаундлендте қабылдады, демек, осы қашықтыққа сигналды жеткізуге мүмкіндік беретін қандай да бір механизм болуы керек еді. Парадокс жарықтың екі жылдамдығы бар екенін анықтағаннан кейін шешілді: фазалық жылдамдық және топтық жылдамдық. Фазалық жылдамдық шындығында c-ден үлкен болуы мүмкін, бірақ ақпаратты жеткізуге қабілетті топтық жылдамдық, арнайы салыстырмалылық теориясына сәйкес, c-ден үлкен бола алмайды. Радио толқындары үшін ионосферадағы фазалық жылдамдық шындығында c-ден үлкен, бұл толық ішкі шағылысты мүмкін етеді, сондықтан ионосфера радио толқындарын шағылыстыра алады. Фазалық және топтық жылдамдықтардың геометриялық орташасы c-ден аспауы керек, сондықтан фазалық жылдамдық c-ден жоғары болса, топтық жылдамдық одан төмен болуы керек. 1925 жылы америкалық Грегори Брейт және Мерл А. Тув алғаш рет Хевисайд қабатының биіктіктегі өзгерістерін картаға түсірді. Хевисайд қабатының радио толқындарын сіңіру және шағылыстыру бойынша ITU стандартты моделін британдық ионосфера физигі Луи Магглтон 1970 жылдары жасаған.

Этимология

1910 жылы Уильям Экклс атмосфераның жоғарғы қабатындағы радио толқындарын кері шағылыстыратын қабатқа "Хейвисайд қабаты" деген атауды ұсынды, және бұл атау кейіннен кеңінен қабылданып қолданылды. Кеннеллидің жұмысына назар аудару мақсатында 1925 жылы "Кеннелли-Хейвисайд қабаты" деген атау ұсынылды, өйткені Кеннеллидің жұмысы Хейвисайдтың ұсынысынан бірнеше ай бұрын жасалған болатын.