电离层的发现——10月14日科学史上的今天

2018-10-12作者:科学π工作室, 编著编辑:书问阅读



电离层高悬在太空,不被日常生活的人们所察觉,但它的重要性以及对人类生活的影响却不可忽视。


1901年12月,意大利发明家伽里尔默·马可尼进行了有史以来首次无线电通信试验。无线电信号从英国到纽芬兰岛,横跨大西洋,传播的总距离3200千米。这一成功的背后,揭示了另一个秘密,即电离层的存在。


1902年英国物理学家奥利弗·亥维赛提出一个假设,认为在大气上一定有一层导电的粒子,这层导电粒子就像“镜面”一样,可使无线电信号在其上反射。就在这一年,爱尔兰电气工程师埃德温·肯涅利也发现了电离层的射电性质,因此电离层又被后人称为肯涅利-亥维赛层。


英国物理学家爱德华·阿普尔顿为了证明有这个看不见的电离层,他不断发射无线电波,并且不断改变着发射频率和发射地点,然后考察反射的回波的频率和接收位置,从回波的情况断定出来自高空电离层的反射,不仅证实了电离层的存在,还确定出了它的射电性质。他的这一成果于1925年10月14日发表在英国《皇家学会进展》杂志上,这篇论文成为电离层存在的证据。


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此后,阿普尔顿对电离层的研究又持续了10年之久,他先后发现了电离层具有E层和F层结构,又从电离层对电磁波的反射中断现象发现了电离层暴现象,以后又系统地研究了电离层对电磁波的吸收和折射性质,这些研究对短波无线电通信和雷达导航定位技术应用起到了重要作用,他也因此获得了1947年的诺贝尔物理学奖。


研究电离层变化规律,对卫星定位技术、射电天文观测、导航通信技术、雷达技术,甚至灾害预报、空间天气预报等都具有重要的意义。



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出版清华大学出版社
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