De ce undele radio se propagă pe distanţe mai mari în timpul nopţii decât în timpul zilei?
Nu toate undele radio se propagă pe distanţe mai mari în timpul nopţii decât în timpul zilei, dar undele scurte (US) și undele medii (UM), care sunt utilizate pentru transmisia semnalelor radio modulate în amplitudine (AM), au această caracteristică. Motivul principal îl reprezintă interacțiunea semnalului radio cu o anumită pătură a atmosferei Pământului cunoscută sub numele de ionosferă și modul cum se modifică această interacțiune în timpul zilei şi nopţii.
O imagine ce ilustrează distanţa de propagare a undelor radio modulate în amplitudine în timpul zilei şi nopţii.
Ionosfera este o pătură superioară a atmosferei, cuprinsă aproximativ între 80 şi 1.000 de km deasupra nivelului mării. Numele provine de la faptul că această pătură a atmosferei este ionizată în mod constant de radiațiile solare și radiaţiile cosmice. Razele X, razele ultraviolete și alte radiaţii având o lungime de undă mică, emise de Soare sau care provin din alte surse cosmice, eliberează electroni în ionosferă atunci când fotonii din aceste radiaţii particulare sunt absorbiţi de molecule. Deoarece densitatea moleculelor și atomilor este destul de scăzută în ionosferă, în special în straturile superioare, electronii în stare liberă pot exista acolo doar pentru o scurtă perioadă de timp înainte de recombinarea lor. La altitudini mai mici din atmosferă, acolo unde densitatea moleculelor este mai mare, recombinarea electronilor se produce mult mai rapid.
Ce înseamnă acest lucru pentru undele radio? Fără interferențe, undele radio se propagă în linie dreaptă de la sursa de emisie, lovind în cele din urmă ionosfera. Ce se întâmplă în continuare depinde de o varietate de factori, dintre care cei mai importanţi sunt frecvența undelor și densitatea electronilor liberi din ionosferă.
În anumite condiții favorabile, undele radio modulate în amplitudine (AM) pot ricoşa înainte și înapoi între sol și ionosferă, propagându-se tot mai departe. Din acest motiv ionosfera joacă un rol important în transmiterea semnalelor radio, mai ales dacă ţinem cont de faptul că ionosfera se află într-o continuă schimbare.
Straturile ionosferei
Compoziția ionosferei se schimbă drastic pe timp de noapte odată cu apusul Soarelui. Fără o sursă de radiații ionizante, straturile D și E (vezi imaginea de mai sus) ale ionosferei nu vor mai fi atât de mult ionizate, dar stratul F (în special regiunea F2) rămâne totuşi ionizat. Mai mult, pentru că atmosfera este mult mai puțin densă aici decât în regiunile D și E, rezultă că aici pot exista electroni liberi.
Atunci când acești electroni se ciocnesc de o undă radio puternică, modulată în amplitudine, ei pot eventual oscila cu frecvența undei, preluând o parte din energia undei radio. Aceşti electroni provoacă refracţia şi reflexia semnalul radio care se întoarece pe Pământ cu o putere suficient de mare pentru a fi recepţionat de aparatele radio. În anumite condiții, acest proces se poate repeta de mai multe ori şi astfel semnalele radio AM se propagă pe distanţe de mii de km.
Această caracteristică a undelor radio AM poate deveni o problemă majoră, dacă ţinem cont că numărul frecvențelor radio AM permise (pentru reducerea interferenţelor) este mult mai mic decât al staţiilor radio AM. Având în vedere că în timpul nopții semnalele radio pot parcurge distanțe mari, stațiile radio îşi reduc de obicei puterea de emisie pe timpul nopţii sau utilizează antene direcționale pentru reducerea interferenţelor.
Pe de altă parte, propagarea semnalelor radio modulate în frecvenţă (FM) nu este afectată de ionosferă. Undele ultra scurte (UUS) sunt unde de suprafaţă care nu se reflectă de ionosferă.
Sursă: Todayifoundout