İçeriğe atla

Heaviside katmanı

Heaviside katmanı (Kennelly-Heaviside katmanı veya E katmanı da denilir) telekomünikasyonda büyük önemi olan bir atmosferik katmandır.

Iyonosfer

Gece ve gündüz saatlerinde atmosferdeki D, E (Heaviside) ve F katmanları

Atmosfer yüksekliğe göre çeşitli bölümlerden oluşur. İyonosfer stratosferin üstündeki bölümdür ve 60 km yükseklikten sonra başlar. Bu ismin verilmesinin sebebi iyonosfer bölgesinde güneş rüzgarı ve kozmik ışık gibi uzay kaynaklı etkilerden ötürü iyon yoğunluğunun yüksek oluşudur. Bu iyonlar çeşitli ara katmanlara yol açar. Bilim dünyasında bu ara katmanlar D, E, F1 ve F2 gibi adlarla bilinir. Heaviside katmanı E katmanın popüler adıdır. Bu katman 90-160 kilometre yükseklik arasındadır. Bu bölgede nitrojen ve oksijen atomları iyonlara ayrılır. İyon yoğunluğu tipik olarak santimetre küpte 105 iyon dolaylarındadır.[1]

Heaviside katmanının bulunuşu

1901 yılında Guglielmo Marconi İngiltere’de çok önemli bir deney yaptı. Yaptığı radyo yayını 3500 kilometre uzakta Amerika’daki (Newfoundland) radio alıcısı tarafından alındı. Bu durum şaşırtıcı oldu. Çünkü düz bir doğru üzerinde giden radyo dalgalarının Dünya’nın küreselliği sebebiyle, 3500 kilometre uzaklıktaki alıcı tarafından alınmayacağı varsayılıyordu. 1902 yılında İngiliz mühendis Oliver Heaviside bu durumu açıklayan bir makale yazdı. Buna göre yayın atmosferdeki bir katman tarafından yansıtılmış ve bu suretle yayın çok uzağa ulaşmıştı. Amerikalı mühendis Arthur Kennelly de bu görüşteydi. Ancak o tarihte atmosfer katmanları henüz araştırılmamıştı ve bu görüşler şüphe ile karşılandı. Görüşün kabul edilmesi 1924 yılında bu konuya açıklık getiren Amerikalı mühendis Edward Appleton’un çalışmasından sonra oldu. Söz konusu katman E katmanıydı. Bu katman günümüzde Heaviside katmanı veya Kennelly-Heaviside katmanı adıyla bilinir.[2]

Yansıtma

Heaviside katmanın yüksekliği sabit değildir. Günün saatlerine ve mevsime göre katman farklı yüksekliklerde olabilir. Genellikle katman geceleri daha yüksektedir Öte yandan katmanın en etkili olduğu yayın bandı orta dalgadır (300 KHz-3 GHz.) Bu bantta yayın yapan bir radio vericisinin yayını katmanın o andaki yüksekliğine bağlı olarak uzak bölgelerden alınabilir. Gece katman genellikle daha yüksek olduğu için yayın gündüz saatlerine göre daha uzak bölgelere ulaşabilir. Ancak hem doğrudan görüşün hem de yansımanın etkili olduğu nispeten yakın bölgelerde faz çakışması sebebiyle yansıma sönümleme olayına da yol açabilir. Appleton bu durumu şu şekilde açıkladı: Şayet a yansıyan dalganın gittiği yol ve b de doğrudan görüş dalgasının gittiği yol ve λ da dalga boyu ise,

N tam sayı ise yansıyan dalga doğrudan görüş dalgasını güçlendirir. N nin yarım veya buçuklu sayı olması ise iki dalganın birbirini sönümlendirmesi sonucunu doğurur.

Kaynakça

  1. ^ ["Britannica Ansiklopedisi (İngilizce)". 7 Ağustos 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 29 Eylül 2020.  Britannica Ansiklopedisi (İngilizce)]
  2. ^ Enacademic sayfası (İngilizce)

İlgili Araştırma Makaleleri

Elektromanyetik tayf veya elektromanyetik spektrum (EMS), evrenin herhangi bir yerinde fizik kurallarınca mümkün kılınan tüm elektromanyetik radyasyonu ve farklı ışınım türevlerinin dalga boyları veya frekanslarına göre bu tayftaki rölatif yerlerini ifade eden ölçüt. Herhangi bir cismin elektromanyetik tayfı veya spektrumu, o cisim tarafından çevresine yayılan karakteristik net elektromanyetik radyasyonu tabir eder.

Jüpiter'in kalın ve karmaşık bir atmosfer tabakası bulunmaktadır. Bu atmosferi oluşturan gazların bileşim açısından Güneş Sistemi'nin kökenini oluşturan Güneş Bulutsusu'nun varsayılan yapısına yakın olduğu ve aynı şekilde güneş sisteminin ilkel bulutsudan en az farklılaşmış gezegeni olduğu tahmin edilen Jüpiter'in iç yapısını da kabaca yansıttığı düşünülür. Atmosferin iki temel bileşeni moleküler hidrojen (H2) ve helyum (He)'dur. Bu gazların moleküler dağılımı %88 - %12 civarındadır. Bunları %0.1 oranla su buharı (H2O) ve metan (CH4) ve %0.02 oranla amonyak (NH3) izler. Azot, hidrojen, karbon, oksijen, kükürt, fosfor ve diğer elementleri içeren çeşitli bileşiklere milyonda bir düzeyini geçmeyen oranlarda rastlanmıştır.

<span class="mw-page-title-main">Foton</span>

Foton, Modern Fizik'te ışık, radyo dalgaları gibi elektromanyetik radyasyonu içeren Elektromanyetik Alan kuantumu yani ışığın temel birimidir. Ayrıca, Elektromanyetik Kuvvet'lerde kuvvet taşıyan, kütlesiz temel parçacıktır. Parçacık terimi; genelde kütlesi olan veya ne kadar küçük olursa olsun bir cismi var olan anlamıyla kullanılır. Ancak, fotonlar için kullanılırken "en küçük enerji yumağı"nı temsil eden bir birimi ifade eder. Fotonlar Bozon sınıfına aittir. Kütlesiz oldukları için boşluktaki hızı 299.792.458 m/s dir.

<span class="mw-page-title-main">Atmosfer</span> Bir gök cismini çevreleyen gaz katmanları

Atmosfer, gaz yuvarı veya hava yuvarı herhangi bir gök cisminin etrafını saran ve gaz ile buhardan oluşan tabaka.

<span class="mw-page-title-main">Dünya atmosferi</span> Dünyayı saran gaz tabakası

Atmosfer veya havaküre, Dünya'nın kütleçekimi ile gezegenin çevresini sarmalayan gaz tabakası. Yaklaşık %78'i azot, %21'i oksijen, %0,93 argon, %1 su buharı ve kalan kısmı diğer bazı gazların karışımından oluşmuştur. Bu gaz karışımına genel olarak hava adı verilir. Atmosfer, Dünya'nın kendi ekseni etrafındaki dönüşü nedeniyle kutuplarda ince (alçak), Ekvator'da geniştir.

<span class="mw-page-title-main">İyonosfer</span>

İyonosfer, atmosferin elektromanyetik dalgaları yansıtacak miktarda iyonların ve serbest elektronların bulunduğu 70 km ile 400 km lik kısmı. Termosferi tamamen kapsarken, mezosfer ve ekzosferin bir kısmını kapsar.

<span class="mw-page-title-main">Rayleigh saçılması</span>

Rayleigh saçılımı, ışığın veya diğer elektromanyetik radyasyonun, ışığın dalga boyundan daha küçük tanecikler tarafından saçılımını ifade eder. Bu isim, İngiliz fizikçi Lord Rayleigh'ın adına ithafen verilmiştir.

<span class="mw-page-title-main">Enerji seviyesi</span>

Enerji seviyesi, atom çekirdeğinin etrafında katman katman biçiminde bulunan kısımların her biridir. Bu yörüngelerde elektronlar bulunur. Yörüngenin numarası; 1, 2, 3, 4, ... gibi sayı değerlerini alabilir. Yörünge numarasına baş kuantum sayısı da denir ve "n" ile gösterilir. Yörünge numarası ile yörüngenin çekirdeğe uzaklığı doğru orantılıdır.

Aşırı düşük frekans (ADF) ya da ELF frekans aralığı 3 ile 30 Hz arasında değişen radyo dalgası bandıdır. Amerika Birleşik Devletleri Donanması ve Sovyet/Rus Donanması tarafından dalışa geçmiş denizaltılarla iletişimde kullanılmıştır.

Radyo frekansı yayıncılıkta bir bilgi sinyali ile modüle edilmiş olan taşıyıcı sinyal anlamına gelir. Ancak, bu isim zamanla modüle edilsin, edilmesin, yüksek frekans anlamına da kullanılmaya başlanmıştır.

Fizikte, Faraday etkisi ışığın ve manyetik alanın bir ortam içindeki ilişkisini ele alan bir manyeto-optik olgudur. Faraday etkisi, yayınım yönündeki manyetik alan bileşenine neredeyse dik olan bir polarize levhanın dönmesine neden olur.

Gök aydınlığı veya gece aydınlığı, gezegen atmosferlerinin yaydığı çok zayıf bir ışıktır. Dünya ele alınacak olursa, bu olgu geceleri gökyüzünün hiçbir zaman tamamen karanlıkta kalmamasına neden olur. Bu durum yıldızlardan gelen ışıklar ve güneş ışınlarının atmosferde yayılımı denklemden çıkarıldığında dahi geçerlidir.

<span class="mw-page-title-main">Fresnel kırınımı</span>

Fresnel kırınımı ya da yakın-alan kırınımı dalganın yarıktan geçerken, yarık ve projeksiyon arasındaki uzaklığa bağlı olarak büyüklüğünde ve şeklinde değişkenlik gösteren kırınım desenlerine sahip olacak şekilde yakın alanda oluşan kırınım sürecidir. Fresnel sayısının 1'den büyük olduğu durumlarda kırınan dalgaların yayıldığı kısa mesafeden dolayı oluşur. Mesafe arttıkça, ilerleyen kırınım dalgaları düzlem ve Fraunhofer kırınımı oluşturur. Birçok Fresnel kırınımının periyodik bombeler yakınında konumlanması yansımanın aynadan yansımış gibi olmasına neden olur; bu sonuç atomik aynalar için kullanılabilir.

 : yarığın karakteristik genişliği
 : gözlemlenen noktanın yarığa olan uzaklığı
 : dalga boyu.

Fraunhofer kırınımı ya da uzak-alan kırınımı dalganın uzak bölgelerde yayıldığı durumlarda uygulanan bir Kirchhoff-Fresnel kırınımı yaklaşımıdır.

<span class="mw-page-title-main">Grup hızı</span> dalga şiddetinin genel şekli ile boşlukta yayılan hızı

Bir dalganın grup hızı, dalga şiddetinin genel şekli ile boşlukta yayılan hızıdır. Örneğin, bir taşın, durgun bir su birikintisinin ortasına atıldığında ne olabileceğini düşünelim. Taş suyun yüzeyine geldiği anda, o bölgede dairesel dalgalanmalar meydana gelir. Kısa bir süre içinde, hareketsiz bir merkezden yayılan bu dalgalar dairesel halkalara dönüşür. Giderek genişleyen bu dairesel halkalar, farklı hızlarda yayılan ve farklı dalga boylarına sahip daha küçük dalgaları kendi içerisinde birbirinden ayırabilen bir dalga grubudur. Uzun dalgalar, tüm gruba kıyasla daha hızlı yol alabilirken; sona doğru yaklaştıkça kaybolurlar. Kısa dalgalar ise daha yavaş yol alırlar ve bir önceki dalga sınırına ulaştıklarında yok olurlar.

Termodinamikte, Kirchoff'un termal radyasyon kanunu, ışınımsal değişim dengesini de içeren, termodinamik dengede kendine özgü salınım ve emilim yapan herhangi bir maddenin dalga boyuna denktir.

<span class="mw-page-title-main">Atmosferik dağılım</span>

Atmosferik dağılım başlıca şu şekilde gösterilir:

<span class="mw-page-title-main">Kaydırma (yayıncılık)</span>

Kaydırma yayıncılıkta VHF veya UHF frekanslarında yayın yapan verici istasyon antenlerinin anten kulesine asimetrik yerleştirilmesine verilen addır.

<span class="mw-page-title-main">Parabolik anten</span>

Parabolik anten, süper yüksek frekansta (SHF), daha ender olarak ultra yüksek frekansta (UHF) kullanılan bir anten türüdür. Halk arasında bu antenlere çanak anten de denilir. Bu antenler hem alıcılarda hem de vericilerde kullanılır.

Orta Dalga, telekomünikasyonda kullanılan bir frekans bandının adıdır. Bu bant radyo yayıncılığına tahsis edilmiştir.