Сверхнизкочастотная астрономия (VLF astronomy)

[archetip-z]

Допустим, передатчик включён беспрерывно в течение одного года. Задачу рассматриваем после полугода работы. Несущая никак не промодулирована, то есть, передатчик посылает синусоиду.

Опять неточности! Если включили на год передатчик, значит время наблюдения у нас должно быть не менее 1.000000001 года. Иначе, псу под хвост весь этот базар.
Какая энергия будет заключена в волновом пакете? Вы это хотели спросить? Почему я должен выжимать вопросы, ставите задачу, так ставьте её?
Насчёт энергии - повторюсь, есть преобразование Фурье, умоляю, почитайте.
Но, для простоты.
1. Нарисуйте прямоугольник.
2. Впишите туда сначала синусоиду в один период.
3. Потом 2
4. Потом 3
5. Потом 4
Заштри[----]те всё, что между синусоидой и нулевой линией.
Вот штриховка - это и есть наша энергия.
А теперь прикиньте, в каком из ваших графиков площадь штриховки наибольшая?

Сразу открещиваюсь от каламбура . Это робот. На доску почёта модераторы моё сообщение!

[библиограф]

ри чём здесь 4-я степень от частоты, хоть убейте не понимаю.

Не удосужились заглянуть в учебник физики, ссылка на который приведена?


Плотность потока электромагнитного излучения
Линиями обозначены направления распространения электромагнитных волн. Линии, перпендикулярные поверхности, во всех точках которых колебания происходят в одинаковых фазах, называются лучами. А эти поверхности называются волновыми поверхностями.

Плотность потока электромагнитного излучения – это отношение электромагнитной энергии ∆W, проходящей через перпендикулярную лучам поверхность площадью S, за время ∆t, к произведению S на ∆t.

I = ∆W/(S*∆t)

Единицей измерения плотности магнитного потока в систему СИ являются ватты на квадратный метр (Вт/м^2). Выразим плотность потока через скорость его распространения и плотность электромагнитной энергии.

Возьмем поверхность S, перпендикулярную лучам. Построим на ней цилиндр с основанием c*∆t.

рисунок

Здесь c – скорость распространения электромагнитной волны. Объем цилиндра вычисляется по формуле:

∆V = S*c*∆t.

Энергия электромагнитного поля сосредоточенного внутри цилиндра будет вычисляться по следующей формуле:

∆W = ∆V*ω.

Здесь ω - плотность электромагнитной энергии. Эта энергия за время ∆t пройдет через правое основание цилиндра. Получаем следующую формулу:

I = (ω*c*S*∆t)/(S*∆t) = ω*c.

Энергия по мере удаления от источника будет уменьшаться. Будет верна следующая закономерность, зависимости плотности тока от расстояния до источника. Плотность потока излучения направленного от точечного источника будет убывать обратно пропорционально квадрату расстояния до источника.

I = ∆W/(S*∆t) = ( ∆W/(4*pi∆t))*(1/R^2).

Электромагнитные волны излучаются при ускоренном движении заряженных частиц. При этом напряженность электрического поля и вектор магнитной индукции электромагнитной волны будут прямо пропорциональны ускорению частиц.

Если рассматривать гармонические колебания, то ускорение будет прямо пропорционально квадрату циклической частоты. Полная плотность энергии электромагнитного поля будет равняться сумме плотности энергии электрического поля и энергии магнитного поля.
Согласно формуле I = ω*c, плотность потока пропорциональна полной плотности энергии электромагнитного поля.
Учитывая всё вышесказанное, имеем:
I~ ω ~(E^2 +B^2)~ ω ^4.
Следовательно, плотность потока излучения будет прямо пропорциональна четвертой степени циклической частоты.

[archetip-z]

ри чём здесь 4-я степень от частоты, хоть убейте не понимаю.

Не удосужились заглянуть в учебник физики, ссылка на который приведена?


Плотность потока электромагнитного излучения
Линиями обозначены направления распространения электромагнитных волн. Линии, перпендикулярные поверхности, во всех точках которых колебания происходят в одинаковых фазах, называются лучами. А эти поверхности называются волновыми поверхностями.

Плотность потока электромагнитного излучения – это отношение электромагнитной энергии ∆W, проходящей через перпендикулярную лучам поверхность площадью S, за время ∆t, к произведению S на ∆t.

I = ∆W/(S*∆t)

Единицей измерения плотности магнитного потока в систему СИ являются ватты на квадратный метр (Вт/м^2). Выразим плотность потока через скорость его распространения и плотность электромагнитной энергии.

Возьмем поверхность S, перпендикулярную лучам. Построим на ней цилиндр с основанием c*∆t.

рисунок

Здесь c – скорость распространения электромагнитной волны. Объем цилиндра вычисляется по формуле:

∆V = S*c*∆t.

Энергия электромагнитного поля сосредоточенного внутри цилиндра будет вычисляться по следующей формуле:

∆W = ∆V*ω.

Здесь ω - плотность электромагнитной энергии. Эта энергия за время ∆t пройдет через правое основание цилиндра. Получаем следующую формулу:

I = (ω*c*S*∆t)/(S*∆t) = ω*c.

Энергия по мере удаления от источника будет уменьшаться. Будет верна следующая закономерность, зависимости плотности тока от расстояния до источника. Плотность потока излучения направленного от точечного источника будет убывать обратно пропорционально квадрату расстояния до источника.

I = ∆W/(S*∆t) = ( ∆W/(4*pi∆t))*(1/R^2).

Электромагнитные волны излучаются при ускоренном движении заряженных частиц. При этом напряженность электрического поля и вектор магнитной индукции электромагнитной волны будут прямо пропорциональны ускорению частиц.

Если рассматривать гармонические колебания, то ускорение будет прямо пропорционально квадрату циклической частоты. Полная плотность энергии электромагнитного поля будет равняться сумме плотности энергии электрического поля и энергии магнитного поля.
Согласно формуле I = ω*c, плотность потока пропорциональна полной плотности энергии электромагнитного поля.
Учитывая всё вышесказанное, имеем:
I~ ω ~(E^2 +B^2)~ ω ^4.
Следовательно, плотность потока излучения будет прямо пропорциональна четвертой степени циклической частоты.

Спасибо, теперь понял откуда ноги растут.
Вот только, зачем нам ЭТО! Речь скорее всего идёт о работе магнетрона.
Наша тема - СДВ.
Извольте объяснить, зачем это в данной теме?

[Змей Петров]

Учитывая всё вышесказанное, имеем:I~ ω ~(E^2 +B^2)~ ω ^4.Следовательно, плотность потока излучения будет прямо пропорциональна четвертой степени циклической частоты.

Очень интересно.
Т.е. имея два одинаковых по мощности излучения передатчика на одинаковом расстоянии от приемника, мы получим плотность потока излучения на высшей частоте в 4-й степени выше чем на низшей??
Я тут чего-то не понимаю...

[FRIM@N]

При чем тут "количество колебаний в секунду"?
Есть поток энергии падающий на антенну. Антенна, грубо - полуволновой вибратор. Антенна и вход приемника согласованы. От частоты это не зависит. 

Плотность потока будет больше, выше текстом более правильно все расписано.

Следовательно, плотность потока излучения будет прямо пропорциональна четвертой степени циклической частоты.

[dims]

Если включили на год передатчик, значит время наблюдения у нас должно быть не менее 1.000000001 года.

Извините, но это бред. Как и дальнейший текст.

[библиограф]

При чем тут "количество колебаний в секунду"?

А тут мы уже выходим за рамки школьной физики и задаемся вопросом о скорости передачи канала связи на данной частоте
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D0%BE%D1%80%D0%B5%D0%BC%D0%B0_%D0%9A%D0%BE%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%B8%D0%BA%D0%BE%D0%B2%D0%B0
Репринт статьи
http://www.mathnet.ru/links/26dab8eb77564cb9758fa3c624666dd4/ufn343.pdf
Конкретно, это значит, что на самых низкочастотных диапазонах для связи используют очень медленную модуляцию, типа QRSS
сверхмедленный телеграф

http://smolradio.ru/blog/rabota_v_rezhime_qrss_sverkh_medlennyj_telegraf/2011-01-25-184
 Bот ещё прикол:
http://bourabai.ru/velocity.htm

[dims]

мы получим плотность потока излучения на высшей частоте в 4-й степени выше чем на низшей??
Я тут чего-то не понимаю...

Просто товарищам не мешало бы быть поскромнее. Они сами не понимают, что говорят.

От четвёртой степени частоты колебаний зависит мощность излучения одного электрона, либо фиксированного количества электронов, то есть, например, антенны фиксированного размера, через которую пущен ток фиксированной амплитуды.

То есть, если вы возьмёте один и тот же кусок провода и пустите по нему ток частотой 440 герц, то волны практически не излучатся. А если вы пустите по тому же куску провода ток частотой 440 килогерц, то волны излучатся.

Если же у вас есть возможность строить разные антенны, пускать разный ток и т.п., то зависимость от частоты пропадает.

[archetip-z]

Извините, но это бред. Как и дальнейший текст.

Аргументируйте пожалуйста.
Ваш бред я не ленюсь аргументировать.
Зачем наблюдение проводить полгода, если процесс длится год? Это просто сумасшествие.

[FRIM@N]

Если же у вас есть возможность строить разные антенны, пускать разный ток и т.п., то зависимость от частоты пропадает.

Это как это? Законы физики таким способом не обойти.

[Змей Петров]

Конкретно, это значит, что на самых низкочастотных диапазонах для связи используют очень медленную модуляцию, типа QRSSсверхмедленный телеграф

Вы возможно удивитесь, но и на ВЧ-диапазонах можно использовать медленную модуляцию(что и делается). Это приводит к сужению полосы сигнала, уменьшению скорости передачи данных и увеличению дальности приема.
Но мы здесь говорим не про скорость передачи канала связи, а про прием сигнала, если помните.

[dims]

Ваш бред я не ленюсь аргументировать.

Пока ни одного аргумента я не увидел. Не считая медведя.

Зачем наблюдение проводить полгода, если процесс длится год? Это просто сумасшествие.

Так это Вы сказали, что передатчик должен работать бесконечно-долго. Я просто предложил сократить расходы.

Наблюдение проводится не пол года, а один день. За этот день измеряется плотность потока энергии.

Вы не забыли, что мощность, это просто удельная энергия?

Энергия в единицу времени -- это мощность.

Энергия в единицу времени на единицу площади, или, что то же самое, мощность на единицу площади -- это плотность потока излучения.

Я всегда говорил только об одной этой величине, причём в первый раз Вы сказали, что это "тривиально", а потом почему-то сместились в сторону медведя.

[dims]

Законы физики таким способом не обойти.

А кто их собирается обходить? Их собираются ИСПОЛЬЗОВАТЬ.

[Змей Петров]

То есть, если вы возьмёте один и тот же кусок провода и пустите по нему ток частотой 440 герц, то волны практически не излучатся. А если вы пустите по тому же куску провода ток частотой 440 килогерц, то волны излучатся.Если же у вас есть возможность строить разные антенны, пускать разный ток и т.п., то зависимость от частоты пропадает.

dims, спасибо! Это именно то, что у меня никак не получалось кратко сформулировать.

[Retired]

Если рамка нерезонансная - то да, но странно, почему приемник на фиксированную частоту не использовал резонансную
рамку?

Так задача была - обеспечить минимальный фазовый дребезг принимаемой несущей. Мы так сейчас на теорию РПУ свалимся...

[Retired]

. Вопрос - нельзя ли простыми дачными
методами попользоваться ресурсами энергосистемы родной страны? Начальные условия - методы должны быть бесконтактные,

Можно, учебник ТОЭ Вам в помощь

[Retired]

Передатчик РБУ расположен в Московской области и имеет излучаемую мощность 10 кВт. Принять сигнал передатчика 10 кВт с 60 км вполне реально. Тут вопрос в другом, в эффективности низкочастотных диапазонов. я к примеру проводил связи на частоте 433Мгц с мощностью 0.5Вт на расстоянии 70км на штатные резинки, с горы на гору разумеется. Если здесь в теме есть радиолюбители то они подтвердят что в этом нет ничего необычного. Реально было бы установить связь с такой же мощностью на частотах килогерцы или единицы герц?

Верно, в Зеленограде он был. 0,5Вт на 433МГц при хорошем проходе и антенне - через Луну можно работать
СДВ (как тут уже писали) использовали для связи с ПЛ под водой, шахтерами - под землей. Другого практического применения у него нет.

[Retired]

Если включили на год передатчик, значит время наблюдения у нас должно быть не менее 1.000000001 года.

Не совсем так: если Вы начали излучать немодулирированную несущую (голый синус), то время её наблюдения (по Шеннону) будет определяться ТОЛЬКО стабильностью самой несущей, поскольку оптимальный фильтр (наполнения энергии сигнала) должен иметь полосу не менее ее (несущей) блуда за время наблюдения. Если несущая имеет абсолютную стабильность  - оптимальный фильтр будет иметь нулевую полосу пропускания и будете в нем накапливать сигнал до Второго Пришествия

[Retired]

Вы возможно удивитесь, но и на ВЧ-диапазонах можно использовать медленную модуляцию(что и делается). Это приводит к сужению полосы сигнала, уменьшению скорости передачи данных и увеличению дальности приема.

Змей, индекс модуляции независим от частоты несущей. А для обуживания спектра еще Клод Шеннон придумал QAM

[Змей Петров]

Змей, индекс модуляции независим от частоты несущей.

А я что говорю?