我要投搞

标签云

收藏小站

爱尚经典语录、名言、句子、散文、日志、唯美图片

当前位置:21点 > 电离状态 >

高层大气电离传播电波信号:你可以“听”见一颗流星

归档日期:06-05       文本归类:电离状态      文章编辑:爱尚语录

  人们总是对流星雨充满了浪漫的想象。想看到流星雨,一般要去远离光污染的郊外,但是在城市生活的我们,年年都听说有流星雨,但就是从来没有见到过。

  如果你缺少特意跑到郊外看流星的“追星”热情,又想趁此机会浪漫一下,该怎么办?或许你可以闭上眼睛,用另外一种方式感知流星,听流星的“声音”。

  流星雨来自太阳系中某些彗星、小行星的碎片。这些星体运行在大椭圆轨道上,几十年至上百年绕太阳一周,当它们接近太阳时,受到太阳风的作用会喷射出大量颗粒。这些颗粒直径介于100微米至10米之间,密度、质量很低(0.1~0.5 g/cm^3),含有钠、锂、铁、镁、铝、钙等多种元素。在几个世纪的时间内,这些颗粒在彗星或小行星的轨道附近形成一条广阔的尘埃带。

  每当地球穿越这些尘埃带时,彗星或小行星的碎片以18km/s的平均速度投射进地球大气,流星雨就会降临地球。由于地球轨道与尘埃带之间的方位是固定的,因此在夜空上看来流星雨似乎是从同一个位置投射出来,流星雨的名字就用辐射中心处的星座命名。

  例如每年12月中旬,地球会从小行星Phaeton产生的碎片带中穿行而过,在观测条件好的情况下,以双子座为中心,平均每小时能看到120颗流星,这就是双子座流星雨。

  距地表60公里至几千公里的高层大气被太阳紫外线电离,称为电离层。电离层能够反射频率低于30MHz的短波无线电波。电波在地面和电离层之间来回反射,可以传播到上千公里之外。

  常听广播的朋友可能会注意到,收音机可以接收到的广播频段分为两种,一种是频率比较低(3-30MHz)的AM调幅广播,另一种为频率较高(87.5-108MHz)的FM调频广播。AM调幅广播就是利用电离层反射的方式传播的。条件好的情况下,来自大洋彼岸的AM广播都能被接收到。一般来讲,电离层只能反射低频的无线电波。频率较高的FM调频广播不会受电离层反射,在大气层中只能沿直线传播。由于广播信号受地平线阻挡,传播距离会大大缩短。正因为如此,收音机通常只能接收到同城几十公里以内的FM广播信号。

  流星“转播”声音的原理与电离层传播AM广播信号的原理类似。当流星雨来临时,大量的流星体在电离层底部与大气作用,烧蚀殆尽,留下一道道被电离的轨迹。这些轨迹可能有几十公里长,位于距离地面80~120公里的高度上,称为流星余迹。流星余迹增大了低层电离层的电子、离子密度。在一些情况下,流星余迹会像电离层对AM无线电波的作用一样,反射高频率的FM无线电波。这样我们就能突然听到由流星带来的远方电台的声音。

  怎样收听流星“转播”的FM广播呢?首先我们需要找到一个目标电台。由于流星余迹的高度在100公里左右,它能够“转播”的电台与收听者的距离需要在1000至2000公里之间。我们可以拿出中国地图,在距离本地1000至2000公里之间找一个大城市,上网查询一下这个城市热门的广播电台频率。电台功率越大,收听到的几率也就越大。选择一个跟本地电台频率不冲突的电台,把收音机调到这个频率上。

  当一颗流星幸运地出现在收听者和电台的正中间时(距离我们500至1000公里处),收音机里的“嘶嘶”声会突然变为电台节目的声音。由于流星尾迹在几秒的时间内快速消散,信号就会消失,收音机里很快会又会变回无信号的状态。如果这颗幸运流星迟迟不出现,我们还可以试试其它方向的电台,碰碰运气。

  流星突发通信。它可使半径2000 km 以内的两个点之间短暂达到通信条件,而不需要中继器的帮助。实际上,更多情况下流星雨对电波通信的影响是负面的。流星尾迹的等离子体可能引起不规则反射和漫反射,改变电波传播的路径、分散电波的强度,降低通讯质量。例如在1966 年超大规模的狮子座流星雨来临时,流星尾迹造成电离层电子密度上升了100倍,电波传播被严重破坏。

  比较精确的流星雨预报一般参考国际流星组织(IMO)的年度流星雨日历,每年6-8月以及10-12月

  下次流星雨来临时,虽然在城市中难以一睹流星的真容,但可以打开收音机,试试收听流星的“声音”,想想也是非常浪漫呢~

  科学大院是中科院官方科普微平台,由中科院科学传播局主办、中国科普博览团队运营,致力于最新科研成果的深度解读、社会热点事件的科学发声。返回搜狐,查看更多

本文链接:http://marocities.com/dianlizhuangtai/22.html