La capa de Heaviside , [1] [2] a veces llamada capa Kennelly-Heaviside , [3] [4] nombrada en honor a Arthur E. Kennelly y Oliver Heaviside , es una capa de gas ionizado que se encuentra aproximadamente entre 90 y 150 km (56 y 93 mi) por encima del suelo - una de las varias capas en la Tierra 's ionosfera . También es conocida como la región E . Refleja ondas de radio de frecuencia media . Debido a esta capa reflectante, las ondas de radio irradiadas hacia el cielo pueden regresar a la Tierra más allá del horizonte . Esto "La técnica de propagación skywave "o" skip "se ha utilizado desde la década de 1920 para la comunicación por radio a largas distancias, hasta distancias transcontinentales.
La propagación se ve afectada por la hora del día. Durante el día, el viento solar presiona esta capa más cerca de la Tierra, lo que limita hasta qué punto puede reflejar las ondas de radio. Por el contrario, en el lado nocturno ( sotavento ) de la Tierra, el viento solar arrastra la ionosfera más lejos, aumentando así en gran medida el rango que las ondas de radio pueden viajar por reflexión. El alcance del efecto está más influenciado por la temporada y la cantidad de actividad de las manchas solares .
Historia
La existencia de una capa reflectante fue predicha en 1902 de forma independiente y casi simultánea por el ingeniero eléctrico estadounidense Arthur Edwin Kennelly (1861-1939) [5] y el erudito británico Oliver Heaviside (1850-1925), como explicación de la propagación de ondas de radio. más allá del horizonte observado por Guglielmo Marconi en 1901. Sin embargo, no fue hasta 1924 que su existencia fue demostrada por el científico británico Edward V. Appleton , [6] por el que recibió el Premio Nobel de Física en 1947 . [7]
Los físicos se opusieron a la idea de la capa reflectante por una muy buena razón; requeriría una reflexión interna total , que a su vez requeriría que la velocidad de la luz en la ionosfera fuera mayor que en la atmósfera debajo de ella. Dado que la última velocidad es esencialmente la misma que la velocidad de la luz en el vacío ( " c " ), los científicos no estaban dispuestos a creer que la velocidad en la ionosfera pudiera ser mayor. Sin embargo, Marconi había recibido señales en Terranova que se transmitían en Inglaterra, por lo que claramente debe haber algún mecanismo que permita que la transmisión llegue tan lejos. La paradoja se resolvió con el descubrimiento de que había dos velocidades de la luz, la velocidad de fase y la velocidad de grupo . De hecho, la velocidad de fase puede ser mayor que c , pero la velocidad del grupo, siendo capaz de transmitir información, no puede, por relatividad especial , ser mayor que c. La velocidad de fase de las ondas de radio en la ionosfera es de hecho mayor que c , y eso hace posible la reflexión interna total, por lo que la ionosfera puede reflejar las ondas de radio. La media geométrica de la velocidad de fase y la velocidad de grupo no puede exceder c , por lo que cuando la velocidad de fase supera c , la velocidad de grupo debe ir por debajo de ella.
En 1925, los estadounidenses Gregory Breit y Merle A. Tuve cartografiaron por primera vez sus variaciones de altitud. El modelo estándar de la UIT de absorción y reflexión de ondas de radio por la capa de Heaviside fue desarrollado por el físico ionosférico británico Louis Muggleton [8] en la década de 1970.
Etimología
Alrededor de 1910, William Eccles propuso el nombre "Capa Heaviside" para la capa reflectante de ondas de radio en la atmósfera superior, [1] y el nombre ha sido posteriormente ampliamente adoptado. [2] El nombre de capa Kennelly-Heaviside fue propuesto en 1925 para dar crédito al trabajo de Kennelly, [3] [5] que antecedió a la propuesta de Heaviside por varios meses.
Ver también
Referencias
- ↑ a b Griffiths, Hugh (15 de noviembre de 2018). " Oliver Heaviside y la capa Heaviside" , Transacciones filosóficas de la Royal Society A: Ciencias matemáticas, físicas y de ingeniería, 376 : No. 2134. https://doi.org/10.1098/rsta.2017.0459 . Consultado el 14 de junio de 2019.
- ↑ a b Marchant, EW (diciembre de 1916). " La capa Heaviside" , Actas del Instituto de Ingenieros de Radio, 4, No. 6, págs. 511–520.
- ↑ a b McAdie, Alexander (22 de mayo de 1925) " The Kennelly-Heaviside Layer" , Science, 61 , No 1586, págs. 540 DOI: 10.1126 / science.61.1586.540
- ^ Martyn, DF (1934). "Presión atmosférica y la ionización de la capa Kennelly-Heaviside". Naturaleza . 133 (3356): 294. Bibcode : 1934Natur.133R.294M . doi : 10.1038 / 133294b0 . ISSN 0028-0836 . S2CID 684206 .
- ↑ a b Russell, A. (24 de octubre de 1925). " La capa" Kennelly-Heaviside "" , Nature 116 , p. 609. doi: 10.1038 / 116609c0
- ^ Appleton, Edward V. y Barnett, MAF (1 de diciembre de 1925). "Sobre alguna evidencia directa de la reflexión atmosférica descendente de los rayos eléctricos" , Actas de la Royal Society de Londres, Serie A, Conteniendo documentos de carácter matemático y físico, 109 .752 págs. 621–641.
- ^ " Premios Nobel de 1947: Sir Edward Appleton, GBE, KCB, FRS" , Nature , 160 , págs. 703–704 (22 de noviembre de 1947) doi: 10.1038 / 160703c0
- ^ LM Muggleton (1975). "Un método para predecir enemigos en cualquier momento y lugar". Revista de telecomunicaciones de la UIT . 42 : 413–418. Código Bibliográfico : 1975ITUTJ..42..413M .