книги из ГПНТБ / Фрум К. Скорость света и радиоволн

Измерения

при помощи объемных

резонаторов

91

помощью выражения

( 6 . 1 1 )

эффективный д и а м е т р

р е з о н а т о р а .

Э т о т

эффективный д и а м е т р включал бы

в с е б я

глубину

проникновения

п о ­

ля в

поверхность

м е т а л л а ,

любое

дополнительное

проникновение

з а

с ч е т

слоя изолирующего

м а т е р и а л а

или

м а т е р и а л а с

низкой п р о в о д и ­

м о с т ь ю ,

у ч и т ы в а л

бы

м е х а н и ч е с к о е

н е с о в е р ш е н с т в о

конструкции

и

ошибки

м е т р о л о г и ч е с к о г о

и з м е р е н и я .

К

сожалению,

как

у к а з ы в а л о с ь ,

и з м е р е н и я на

этой ч а с т о т е

обладали

меньшей

точностью, ч е м

на

д р у ­

г и х

ч а с т о т а х ,

и п о э т о м у

и с п о л ь з о в а л и с ь

т о л ь к о для

д о к а з а т е л ь с т в а

природы

расхождения

р е з у л ь т а т о в .

О к о н ч а т е л ь н ы е

р е з у л ь т а т ы

были

р а с с ч и т а н ы д в у м я

путями .

Поправочный

член ( 1 + 1 / 2 ( 7 )

был включен с

т е м , чтобы

оценить

проникновение

поля в

поверхность

м е т а л л а . Р а с ч е т

эффективного

д и а ­

м е т р а проводился

по

формуле

( 6 . 1 0 )

с

и с п о л ь з о в а н и е м

р е з у л ь т а т о в

измерений на

ч а с т о т а х 9,5

и

5 , 9 6

ГГц,

а т а к ж е

на

ч а с т о т а х

9 и

5 , 9 6

ГГц. Значения д и а м е т р а ,

полученные т а к и м

п у т е м , составили

с о о т в е т с т в е н н о 6 , 5 1 7 7 4 и 6 , 5 1 7 7 2 с м . С р е д н е е з н а ч е н и е э т и х

ния

д и а м е т р а на

величину 0 , 0 0 0 2 1

с м . Значения

скорости

с в е т а

cQt

полученные

при использовании

э т о г о значения

д и а м е т р а , п р и в е ­

дены в

столбце

5

т а б л .

V I I I .

Эти

значения

будут

правильными, если расхождения в

з н а ч е н и я х

если т а к о е

расхождение

п о я в л я е т с я

з а

с ч е т

наличия слоя

д и э л е к т р и ­

ка

на

с т е н к а х

р е з о н а т о р а

или

ж е

просто

з а

с ч е т ошибки

и з м е р е н и й .

С другой стороны, если эт о расхождение

в о з н и к а е т

з а

с ч е т

т о л ­

щины

с к и н - с л о я ,

к о т о р а я

м е н я е т с я

при

изменении ч а с т о т ы ,

то

было

бы

лучше

вводить

поправку на э т о т

эффект

с

помощью

т а к о г о

з н а ч е ­

ния

члена

( 1 + 1 / 2

Q),

которое

приводит

в

с о г л а с и е данные,

п о л у ч е н ­

ные

на р а з н ы х

ч а с т о т а х .

Б ы л о найдено,

что

поправочный

член

д о л ­

жен

и м е т ь

вид

( 1 + 2 , 8 / 2 Q ) ,

Р е з у л ь т а т ы ,

основанные

на

э т о м

в ы р а ­

жении, п р е д с т а в л е н ы

в столбце

6

т а б л .

V I I I .

При

исследовании

поверхности

р е з о н а т о р а

было обнаружено

е е

с л а б о е по ж е лт ени е и

наличие

с е р о в а т ы х

п я т е н . Принято

с ч и т а т ь ,

чт о

поверхность с е р е б р а

покрыта

в

основном

пленкой сульфида

с е р е б р а ,

к о т о р а я

я в л я е т с я

плохим

проводником . При

толщине пленки около

0 , 0 3

м к м

е е наличие

п р о я в л я е т с я

в виде

ж е л т о в а т о г о

и н т е р ф е р е н ­

ционного т о н а . Поскольку коррозия поверхности

с е р е б р а

п р о г р е с с и р у ­

ет,

то

с е р а я о к р а с к а

с в и д е т е л ь с т в у е т о

наличии

более

т о л с т о г о

с л о я

сульфида

с е р е б р а .

О б щ е и з в е с т н о

т а к ж е ,

что

обработанная

поверхность

с е р е б р а

и м е е т

меньшую

п р ов о д и мо с ть ,

ч е м

сплошной кусок

м е т а л л а .

И м е ю т с я опубликованные

данные,

что пленки

толщиной

до 0,2

м к м

и м е ю т сопротивление

в 1 0

р а з

большее,

ч е м

сплошной

кусок м е т а л ­

ла . Наличие пленки т а к о г о

типа

м о г л о

бы

привести к

увеличению

сопротивления

поверхности

р е з о н а т о р а

в

большей

степени,

ч е м

эт о

92

Глава

6

у ч и т ы в а е т с я ч л е н о м

1/2

Q.

Б ы л

обнаружен

т а к ж е

ряд

эффектов,

как

зависящих,

т а к

и

не

з а в и с я щ и х

от

ч а с т о т ы .

П о э т о м у

а в т о р

решил

в з я т ь

с р е д н е е

и з

данных,

приведенных

в

с т о л б ц а х

5

и

6,

в к а ч е с т ­

в е

окончательного

р е з у л ь т а т а .

Оценка

ошибок измерений дала

следующее:

М а к с и м а л ь н а я

ошибка

при

измерении

ч а с т о т ы

и

длины

с у ч е т о м

т е м п е р а т у р н ы х

эффектов

£ 4

•

1 0 _

в

М а к с и м а л ь н а я

ошибка

при

измерении

д и а м е т р а

либо

м е т р о л о г и ч е с к и м ,

либо

э л е к т р и ч е с к и м

м е т о д о м

+ 5 - 1 0 " 6

приводит

к

ошибке

в

измерении

cQ

І 2

•

1 0 ~ 6

М а к с и м а л ь н а я

о с т а т о ч н а я

ошибка

з а

с ч е т

поверхностной пленки, оцененная к а к

половина

р а з н о с т и

м е ж д у

данными

столбцов

5

и б ,

± 2

•

1 0 _ 6

С у м м а р н а я м а к с и м а л ь н а я

ошибка

І 8

•

1 0 _ 6

При

использовании

более

обычного

способа

оценки

ошибок,

т а к о ­

г о ,

к а к

с т а н д а р т н о е

отклонение,

м а к с и м а л ь н а я

ошибка

с о с т а в и л а

бы

+3

• 1 0 ~ 6 ,

или

+ 1

к м / с .

7 .

Ганзен

и

Б о л

Е щ е

один

м е т о д

использования

объемного

р е з о н а т о р а

был

р а з ­

работан

Г а н з е н о м

и

Б о л о м в

Стэнфордском

у н и в е р с и т е т е .

Полное

о п и ­

сание

этой

р а б о т ы

не

публиковалось . Приводимые

ниже

данные

в з я ­

т ы

и з

к р а т к о г о

письма

Б о л а

/ 2 0 /

и обзорных

с т а т е й

Вердена

и

У о т т с а

/ 9 /

и

М у л лиг а н а

/ 7 2 / ,

а т а к ж е

получены

во

в р е м я п о с е щ е ­

ния

у н и в е р с и т е т а

одним

из а в т о р о в

книги

( Э с с е н ) .

Использованная

в и з м е р е н и я х а п п а р а т у р а

была описана

Б о л о м

и

Б а р к ли.

В

о б ъ е м н о м р е з о н а т о р е ,

и з о б р а ж е н н о м

на

рис . 6 . 9 ,

в о з б у ж д а ­

лись колебания

типа

ТЕтг

и

Г £ 0

2 1 • Р е з о н а т о р

был

и з г о т о в л е н

и з

с т а л и

и

посеребрен

изнутри . П о с т о я н с т в о

е г о

д и а м е т р а

сохранялось

с т о ч н о с т ь ю І З

м к м .

Истинная

величина

э т о г о

д и а м е т р а

не и з м е р я ­

л а с ь непосредственно,

а р а с с ч и т ы в а л а с ь

по

е г о

длине

и р е з о н а н с н ы м

ч а с т о т а м

двух

типов колебания

из

выражения

( 6 . 1 1 ) .

О б е р е з о н а н с ­

ные ч а с т о т ы лежали

в

диапазоне

3

ГГц и

отличались

друг

о т

друга

в с е г о

на

несколько

м е г а г е р ц . Величины

A g

в

( 6 . 1 1 ) ,

п о - в и д и м о ­

м у ,

были

подобраны

т а к , чтобы

с о о т в е т с т в о в а т ь

одной

и

той

же

ч а с ­

т о т е .

Цилиндр

р е з о н а т о р а

покоился

на

оптически

плоской

п л а с т и н е -

основании . В е р х н я я

крышка р е з о н а т о р а , расположенная на небольшом

расстоянии

над

цилиндром, поддерживалась

т р е м я с т а л ь н ы м и

с т е р ж ­

нями

со

сферически

з а к р у г л е н н ы м и

концами,

к о т о р ы е

проходили

к

Измерения

при помощи объемных

резонаторов

93

п л а с т и н е - о с н о в а н и ю ч е р е з

о т в е р с т и е в с т е н к а х цилиндра.

Длина

р е ­

з о н а т о р а

о п р е д е л я л а с ь

длиной у к а з а н н ы х с т е р ж н е й , к о т о р а я и з м е р я ­

л а с ь интерферометрическим

с п о с о б о м . Д и а м е т р отверстий

с в я з и

с о ­

с т а в л я л

около 3 м м . Ч е р е з эти о т в е р с т и я

в р е з о н а т о р вводились

Р и с,

6,9,

петли с в я з и ,

о с т а в а в ш и е с я

внутри

о т в е р с т и й .

Влияние

отверстий

с в я ­

зи,

в е р х н е г о

з а з о р а

в

р е з о н а т о р е

и н е п о с т о я н с т в а

д и а м е т р а

р е з о н а ­

тора

на е г о ч а с т о т у

было р а с с ч и т а н о

Г а н з е н о м .

Т е о р е т и ч е с к и е

д а н ­

ные

контролировались

з а т е м э к с п е р и м е н т а л ь н о

для

ряда

величин.

Б о л / 2 0 /

привел

р е з у л ь т а т

измерений

2 9 9

7 8 9 , 3 ± 0 , 8

к м / с .

Он

проанализировал в о з м о ж н у ю

ошибку з а

с ч е т п р и с у т с т в и я

окислов

или

сульфидов с е р е б р а

и

оценил

е е в к л а д

в 0,5

к м / с .

Б е р д е н

и У о т т е

/ 9 /

п о с л е консультации

с Б о л о м

приводят

следующие

данные о

в о з ­

можных ошибках в э т о м

э к с п е р и м е н т е :

Н е с т а б и л ь н о с т ь

к о л е б а т е л ь н о г о

контура

3 -

Ю -

7

Ошибка

в определении добротности

1 -

Ю -

7

И з м е р е н и е ч а с т о т ы

3 - 1 0 ~ 7

Влияние петли

с в я з и

2 -

Ю -

7

Р а с с т о я н и е

м е ж д у торцевыми

пластинами

5-

Ю -

7

Хотя д и а м е т р

р е з о н а т о р а в

э т о м

э к с п е р и м е н т е

о п р е д е л я л с я

по

длине р е з о н а т о р а

и

е г о

ч а с т о т е ,

к а к и в э к с п е р и м е н т е

Э с с е н а ,

в л и я ­

ние

скин - эффекта

при

э т о м

не у с т р а н я л о с ь ,

т а к

как в

и з м е р е н и я х

и с п о л ь з о в а л с я

р е з о н а т о р

т о л ь к о

одной

длины.

Вероятно,

поправка

на

скин - эффект м о г л а

бы

б ы т ь

большей, ч е м е е т е о р е т и ч е с к о е

з н а ч е н и е ,

и к а к с л е д с т в и е э т о г о

приведенная

величина

с 0

о к а з а л а с ь

слишком

низкой .

94

Глава 6

8 .

И з м е р е н и я с помощью объемного

р е з о н а т о р а ,

предложенные

З а х а р и а с о м и

Харрисоном

З а х а р и а с

и

Харрисон

/ 9 4 /

предложили

дальнейшее

у с о в е р ш е н с т в о ­

вание

м е т о д а

Э с с е н а .

Хотя

в э т о м м е т о д е

влияние

сопротивления

стенок р е з о н а т о р а

и

их н е с о в е р ш е н с т в а в

существенной м е р е

было

у с т р а н е н о ,

в

э к с п е р и м е н т е

м о г л а

с к а з а т ь с я ,

например,

н е о д н о р о д ­

ность

поверхностной

пленки

на

с е р е б р я н о м

покрытии

р е з о н а т о р а .

В

э к с п е р и м е н т е

З а х а р и а с а

и Харрисона п р е д п о л а г а л о с ь

и с п о л ь з о в а т ь

ряд

ч а с т о т

т а к ,

чтобы у з л ы и

пучности стоячей

волны

имели

м е с т о

во

многих

т о ч к а х

вдоль

цилиндра

р е з о н а т о р а ,

и т а к и м

о б р а з о м

п р о ­

исходило бы

усреднение

влияния

неоднородностей . Б ы л

введен

т а к ж е

ряд технических усовершенствований . Цилиндр

р е з о н а т о р а

и з г о т а в л и ­

в а л с я

и з п л а в л е н о г о

кварца, в е с ь м а т щ а т е л ь н о

обработанного

и

з а ­

т е м п о к р ы т о г о

с е р е б р о м .

П е р е м е щ е н и е

концевой

пластины

р е з о н а т о ­

ра

и з м е р я л о с ь

непосредственно

в

единицах

длины волны зеленой ли -

нии

р т у т и

1 9 8

интерферометрическим

м е т о д о м .

П р е д п о л а г а л а с ь

т о ч ­

ность

измерений 1

• Ю - 8

,

что

т р е б о в а л о

определения

ч а с т о т ы

к о л е ­

баний

р е з о н а т о р а

в

а т о м н ы х единицах.

Х о т я в печати

сообщалось

о

ходе

этой

р а б о т ы ,

до

сих пор

( 1 9 6 8

г . )

ее

р е з у л ь т а т ы не о п у б л и ­

Г л а в а

7

1 . Аслаксон

/ 3 ,

4 /

Радиолокационные

приборы

были

с о з д а н ы

для

обнаружения

в р а ­

ж е с к и х

с а м о л е т о в

и

для

наведения

бомбардировщиков

на

цель .

При

помощи

радиолокатора

р а с с т о я н и е

о п р е д е л я е т с я

по

времени

р а с п р о ­

странения радиоимпульса,

и е с т е с т в е н н о ,

что

применение

э т о г о

м е т о ­

да для

и з м е р е н и я

р а с с т о я н и я

з а и н т е р е с о в а л о

г е о д е з и с т о в * .

Аслаксон

/ 5 /

сообщает,

ч т о

в

1 9 4 7

г .

закончились

испытания,

проводимые В о е н н о - в о з д у ш н ы м и

силами США. Б ы л о и з м е р е н о

4 7

р а с ­

стояний

м е ж д у

пунктами

в К а р и б с к о м

м о р е ,

расположенными

от

1 0 0

до 6 0 0

к м друг

от

друга и

з а т е м

проведен

а н а л и з р е з у л ь т а т о в .

Один

и з

выводов, в ы т е к а ю щ и х

из

э т и х

р е з у л ь т а т о в , с о с т о я л

в т о м ,

ч т о

они

с в и д е т е л ь с т в у ю т

о возможной

ошибке

в

принятом

значении

скорости распространения

радиоволн . С н а ч а л а

с ч и т а л о с ь

/ 3 / ,

что

преждевременно

с т а в и т ь

под

сомнение

принятое

з н а ч е н и е

скорости

с в е т а ,

но пооле

р а б о т ы

Э с с е н а

и

Б е р г ш т р а н д а ,

описываемой

в

г л . 9,

эти и з м е р е н и я

легли

в

основу

нового

определения

величины

с.

Принцип

м е т о д а

в е с ь м а

прост .

В р е м я распространения

р а д и о и м ­

пульса

до наблюдаемого

с а м о л е т а

и

обратно

р е г и с т р и р у е т с я

н е п о ­

средственно

на

временной шкале,

з а д а в а е м о й

с т а н д а р т о м

ч а с т о т ы .

Ч а с т о т у

с т а н д а р т а можно

подобрать

т а к и м о б р а з о м , чтобы

с н и м а т ь

показания с

временной

шкалы

с р а з у

в

единицах

р а с с т о я н и я .

М е т к и

времени

и и м п у л ь с ы

л о к а т о р а

дают

в е р т и к а л ь н ы е

отклонения

луча

на

э к р а н е

осциллографа .

И м п у л ь с ы л о к а т о р а

и м е т к и

времени

синхронно

и периодически

п о в т о р я ю т с я ,

т а к

что

м е т к и

в р е м е н и о с т а ю т с я

на

м е с т а х ,

в то

в р е м я

как импульс

локатора, о т р а з и в ш и с ь

от

д в и ж у щ е й ­

с я цели, п е р е м е щ а е т с я

равномерно

вдоль

шкалы

по м е р е

и з м е н е н и я

р а с с т о я н и я . Ч т о б ы д о б и т ь с я

д о с т а т о ч н о г о

разрешения,

на

э к р а н е

в о с ­

производится

т о л ь к о

м а л а я ч а с т ь

шкалы в р е м е н и

или

р а с с т о я н и я ,

п о -

* Применение

р а д и о м е т о д о в

для

и з м е р е н и я

расстояний

восходит

к 1 9 3 0

г . ( А в т о р с к о е с в и д е т е л ь с т в о Л . И . М а н д е л ь ш т а м а и Н.Д. П а -

п а л е к с и

№

2 7 6 3 9 от 1 6 дек . 1 9 3 0

г . ) . С о о т в е т с т в у ю щ и е

работы,

основанные

на фазовых м е т о д а х , на

применении модуляции

и э л е к ­

тронных

индикаторов, коротко описаны в дополнении. - Прим. ред.

96

Глава

7

скольку

т р е б у е т с я

определить

положение радиолокационного

и м п у л ь с а

между

д в у м я м е т к а м и

в р е м е н и .

Полное

число

м е т о к в р е м е н и ,

с о о т ­

в е т с т в у ю щ е е

времени

м е ж д у посылкой

и п р и е м о м радиолокационного

импульса,

п о д с ч и т ы в а е т с я э л е к т р о н н ы м

с ч е т ч и к о м .

Д л я осуществления локации

необходимо,

ч т о б ы

передатчик

и

с а ­

м о л е т

находились на луче прямой видимости

и передатчик

р а б о т а л

на

высоких

ч а с т о т а х ;

э т о п о з в о л я е т

с в е с т и

к

минимуму

влияние

з е м ­

ной

поверхности на

с к о р о с т ь

распространения

радиоволн . Т а к и м

о б р а ­

з о м , дальность

действия

радиолокатора

ограничена

кривизной

Земли

и высотой

с а м о л е т а .

При в ы с о т е

1 2

к м радиолокационная

с и с т е м а

Shoran,

с

которой

р а б о т а л

Аслаксон,

м о ж е т

и з м е р я т ь

р а с с т о я н и я

до

4 0 0

к м ,

а

если

с а м о л е т

л е т и т

посредине

м е ж д у

двумя

н а з е м н ы ­

ми

станциями,

э т о р а с с т о я н и е

м о ж е т

быть удвоено

(рис . 7 . 1 ,

а ) .

С и с т е м а

Shoran

р а б о т а е т

на

ч а с ­

т о т а х около

3 0 0

МГц. И м п у л ь с ы

д л и ­

т е л ь н о с т ь ю

около

1

м к с

п о с ы л а ю т с я

с

с а м о л е т а

на

две станции

А

и

S

,

г д е

они принимаются

и

вновь

п е р е д а ­

ю т с я на с а м о л е т . З а п а з д ы в а н и я с и г н а ­

ла

в приборах

и з м е р я ю т с я

отдельно,

з а т е м в в о д я т с я с о о т в е т с т в у ю щ и е п о ­

1

правки,

а

истинное

в р е м я

р а с п р о с т р а ­

нения р е г и с т р и р у е т с я

в п е р е с ч е т е

на

р а с с т о я н и е

приборами,

у с т а н о в л е н н ы ­

м и

на с а м о л е т е . По

м е р е

т о г о

как

с а м о л е т п р и б л и ж а е т с я

к

линии,

с о е ­

диняющей

обе

станции,

п е р е с е к а е т

е е

и у д а л я е т с я

от

нее,

е г о

р а с с т о я ­

ния

от

каждой

и з

э т и х

станций

и

Время

с у м м а р н о е р а с с т о я н и е м е н я ю т с я п р и ­

6

близительно

по параболе

(рис . 7 . 1 , 6 ) ,

причем

м и н и м у м параболы

с о о т в е т ­

с т в у е т

т о ч к е п е р е с е ч е н и я .

Плоский

ч \

м и н и м у м

н е л е г к о

наблюдать,

и

на

практике

с а м о л е т

описі т ьа. і

" в о с ь ­

f I

м е р к у "

(рис . 7 . 1 ,

в ) . Т о г д а

р а с ­

В

стояния

до

-4

и

В

и з м е н я л и с ь

линейно

по м е р е приближения

к

л и ­

нии

AB,

и

кривая

с у м м а р н о г о

8

р а с с т о я н и я

п о з в о л я л а

определить

м и н и м у м параболы с

хорошей

т о ч ­

Р и с .

7.1.

н о с т ь ю . З а т е м " в о с ь м е р к у " п о в т о ­

рили в

о б р а т н о м направлении

с

целью уменьшения

и н с т р у м е н т а л ь н ы х

ошибок

й

ошибок,

в ы з в а н н ы х

в р е м е н е м

реакции наблюдателя .

Б ы л и

Радиолокац.,

спектроскопич.

и модуляционный

методы

97

у ч т е н ы

т а к ж е

м н о г и е

другие ошибки. На пути

распространения

волна

проходит

ч е р е з области

с

различными

п о к а з а т е л я м и преломления,

в

р е з у л ь т а т е

ч е г о

с к о р о с т ь

волны

и

направление

е е

распространения

и з м е н я ю т с я .

В р а б о т е

Аслаксона

/ 4 /

о п и с ы в а е т с я

э к с п е р и м е н т

с

в с п о м о г а т е л ь н ы м

с а м о л е т о м , который

л е т а л

на различных в ы с о т а х и

и з м е р я л

давление,

т е м п е р а т у р у

и в л а ж н о с т ь

в о з д у х а

в различных

т о ч к а х на

пути

распространения

радиоволн .

Б ы л о

найдено, чт о и з м е р е н и я

по

с и с т е м е

Shoran с о д е р ж а т

з н а ­

чительную ошибку, в ы з в а н н у ю

и з м е н е н и е м

крутизны

п р и н и м а е м о г о

импульса,

зависящей

от

интенсивности

с и г н а л а . Б ы л а

найдена

э м п и ­

р и ч е с к а я

формула для определения ошибки, вызванной

и з м е н е н и е м

интенсивности

с и г н а л а ,

и

р е з у л ь т а т ы

были исправлены с

у ч е т о м

ошибки. 'Это уменьшило

р а з б р о с

о к о н ч а т е л ь н ы х

значений,

что

было

расценено

ка к

с в и д е т е л ь с т в о справедливости

поправки . С р е д н я я

о ш и б ­

ка с о о т в е т с т в о в а л а

изменению

скорости около

1 5

к м / с , а б е з

этой

поправки

п о л у ч а л с я

р е з у л ь т а т ,

близкий

к

прежнему

значению,

п о л у ­

ченному

оптическими

м е т о д а м и .

Д л я определения скорости

было

выбрано

ш е с т ь

расстояний,

и з ­

м е р е н н ы х

р а н е е м е т о д о м

г е о д е з и ч е с к о й

триангуляции; был

получен

следующий р е з у л ь т а т :

с 0 = 299792,4 ±2,4 км/с.

Р а з б р о с

шести и з м е р е н н ы х

значений

скорости

распространения

радиоволн

был равен

1 0 , 5

к м / с , но при оценке

точности

не

с л е д у е т

з а б ы в а т ь ,

что

каждое

з н а ч е н и е

- р е з у л ь т а т

примерно

2 4 0

о т д е л ь н ы х

измерений

и к а ж д о е

отдельное

и з м е р е н и е

п о л у ч а е т с я

применением

м е т о д а наименьших

к в а д р а т о в ,

как и

в

г е о д е з и ч е с к о й

триангуляции .

2 .

И с с л е д о в а н и я

во

Флориде

( 1 9 5 1 г . )

В 1 9 5 0

г . В о е н н о - в о з д у ш н ы е

силы

США завершили

еще

одну

серию э к с п е р и м е н т о в

во

Флориде,

и с п о л ь з о в а в

усовершенствованную

с и с т е м у

Shoran .

В

ч а с т н о с т и ,

была

окончательно

у с т р а н е н а

ошибка,

с в я з а н н а я

с

интенсивностью с и г н а л а .

И з м е р е н и я расстояний

по

с и с ­

т е м е Shoran

проводили

м е ж д у

1 5 парами пунктов, и найденные

р е ­

з у л ь т а т ы

сравнивали

с р е з у л ь т а т а м и

г е о д е з и ч е с к о й

триангуляции .

Р е з у л ь т а т ы

приведены в т а б л . I .

И з в т о р о г о

и т р е т ь е г о

столбцов

видно,

чт о

р а з н о с т ь

значений

п р о ­

порциональна

р а с с т о я н и ю ;

э т о различие

м о ж е т

б ы т ь уменьшено

п у т е м

выбора

д р у г о г о

з н а ч е н и я

с 0 .

М е т о д о м

наименьших к в а д р а т о в

А с л а к ­

сон о п р е д е л и л

наилучшее

з н а ч е н и е

с0,

а т а к ж е з н а ч е н и е

с и с т е м а ­

тической

ошибки,

не

зависящей

от

р а с с т о я н и я .

Р е з у л ь т а т ы ,

п о л у ч е н -

98

Глава

7

ные с новым

з н а ч е н и е м с 0 і

приведены в

ч е т в е р т о м

столбце .

Новое

з н а ч е н и е

с 0

)

с о г л а с н о вычислениям,

равно

0 = 299 794,2 ±1,4 км/с,

и Аслаксон

с ч и т а е т ,

что

оно г о р а з д о надежнее, ч е м

з н а ч е н и е ,

к о т о ­

р ы м он п о л ь з о в а л с я р а н е е .

Таблица X

Сравнение

р е з у л ь т а т о в ,

полученных

п у т е м

измерений

расстояний

Shoran

и

по г е о д е з и ч е с к о й

триангуляции

Конечные

Р а с с т о я н и е ,

к м

пункты

Г е о д е з и ­

Shoran,

Shoran,

ч е с к а я

т р и ­ Со=299 77б

с 0 =

299 794,2

ангуляция

км/с

к м / с

2

6

6 5 , 3 5 8 7

6 5 , 3 4 4 2

6 5 , 3 4 8 2

3

4

1 5 5 , 6 4 6 8 1 5 5 , 6 2 7 2 1 5 5 , 6 3 6 7

5

6

1 6 1 , 4 2 8 6 1 6 1 , 4 1 0 9 1 6 1 , 4 2 0 7

5

1

1 9 1 , 4 9 9 1 1 9 1 , 4 8 1 0 1 9 1 , 4 9 2 5

1

6

2 1 4 , 0 5 5 1 2 1 4 , 0 3 4 5 2 1 4 , 0 4 7 5

2

3

2 1 7 , 2 0 6 9 2 1 7 , 1 8 2 4 2 1 7 , 1 9 5 6

5

2

2 2 3 , 8 8 9 8 2 2 3 , 8 7 4 1 2 2 3 , 8 8 7 6

3

6

2 3 4 , 7 0 4 6 2 3 4 , 6 8 0 4 2 3 4 , 6 9 4 7

1

2

2 3 4 , 7 7 8 2 2 3 4 , 7 5 9 5 2 3 4 , 7 7 3 9

4

6

3 0 6 , 5 7 9 2 3 0 6 , 5 5 3 8 3 0 6 , 5 7 2 3

2

4

3 2 0 , 5 5 8 7 3 2 0 , 5 2 9 9 3 2 0 , 5 4 9 2

5

3

3 6 5 , 2 9 5 5 3 6 5 , 2 6 2 5 3 6 5 , 2 8 4 6

5

4

3 7 9 , 0 3 2 6 3 7 8 , 9 9 6 9 3 7 9 , 0 1 9 9

1

3

4 4 5 , 8 6 7 7 4 4 5 , 8 3 1 9 4 4 5 , 8 5 9 0

1

4

5 1 5 , 2 2 0 4 5 1 5 , 1 8 0 5 5 1 5 , 2 1 1 9

3 . Д р у г и е

радиолокационные

и з м е р е н и я

В Англии

проводился

ряд измерений

скорости

распространения

радиоволн

для применения

в

радиолокации. С м и т ,

Франклин и Уайтинг

/ 8 7 / использовали

р а д и о ч а с т о т ы

от

2 2 , 9

до

5 9 , 5 МГц; пути

р а с ­

пространения

с о с т а в л я л и

1 2 5

к м

( в

основном

над м о р е м ) и 1 4 0 к м

(над холмистой м е с т н о с т ь ю ) .

С и г н а л ы определенной

ч а с т о т ы ,

п о -

Радиолонац.,

спектроскопии,

и модуляционный

методы

41

с ы л а ѳ м ы е

одной

станцией,

принимались

и р е т р а н с л и р о в а л и с ь

на

д р у ­

гой

несущей

ч а с т о т е второй

станцией .

Т о ч н о с т ь э к с п е р и м е н т а

была

оценена в

І 5 0

к м / с ; было

у с т а н о в л е н о ,

что с к о р о с т ь

р а с п р о с т р а н е ­

ния

радиоволн

по

обеим т р а е к т о р и я м

примерно

одинакова

и п о с л е

у ч е т а с р е д н е г о

п о к а з а т е л я

преломления

значения

скорости

с в е т а с у ­

щественно

не

отличались от

с 0 = 2 9 9

7 7 6 к м / с . В

э к с п е р и м е н т е

Джонса / 5 4 /

и с п о л ь з о в а л а с ь

с и с т е м а

для слепых

бомбардировок

Обой, работающая

на ч а с т о т е

около

3

ГГц. Как и

р а н е е ,

передатчик

и р е т р а н с л я т о р

находились

на

З е м л е ,

но в

данном

с л у ч а е

они

были

на луче прямой видимости .

И з м е р я е м ы е

р а с с т о я н и я

были

около

6 0 к м .

На

основании

э к с п е р и м е н т а

был сделан

вывод,

чт о

с к о р о с т ь

р а с п р о ­

странения радиоволн у поверхности Земли

с о с т а в л я е т

2 9 9

6 8 7 І 2 5 к м / с .

П о к а з а т е л ь

преломления в о з д у х а

для радиоволн

т а к

сильно

з а в и с и т

о т

влажности,

что

не и м е е т

с м ы с л а с р а в н и в а т ь

э т о

з н а ч е н и е

с

с0І

не

р а с п о л а г а я

сведениями

об

атмосферных

у с л о в и я х .

Джонс

и

Корнфорд / 5 5 /

т а к ж е использовали

с и с т е м у

Обой,

но

у них передатчик

находился

на с а м о л е т е ,

как в

э к с п е р и м е н т е

А с л а к -

сона . С а м о л е т

п е р е с е к а л

прямую,

являющуюся

продолжением

о т р е з к а ,

соединяющего

две

н а з е м н ы е

станции;

когда

с а м о л е т

находился

точно

над

этой

прямой,

в р е м я р а с п р о с т р а н е н и я радиосигнала

было

м и н и ­

м а л ь н ы м .

В данном

э к с п е р и м е н т е

с а м о л е т

л е т а л

на

т р е х различных

в ы с о т а х .

И з

э к с п е р и м е н т а

с л е д о в а л о ,

чт о

наиболее

в е р о я т н ы е

с р е д ­

ние з н а ч е н и я скорости распространения радиоволн

м е ж д у

поверхностью

Земли и

в ы с о т а м и

3 0 0 0 ,

6 0 0 0

и 9 0 0 0

м,

г д е

л е т а л

с а м о л е т ,

р а в ­

ны с о о т в е т с т в е н н о 2 9 9 7 1 3 , 2 9 9 7 3 3 и 2 9 9 7 5 0 к м / с . Р е з у л ь ­

т а т ы э к с п е р и м е н т а ,

э к с т р а п о л и р о в а н н ы е

к

уровню

земной

п о в е р х н о с ­

ти,

примерно

на

1 1

к м / с выше,

ч е м

вычисленное

з н а ч е н и е ,

но о п р и ­

чинах э т о г о расхождения

ничего

не

с о о б щ а л о с ь .

В 1 9 4 9 - 1 9 5 3

г г . Р о с с

/ 8 1 ,

8 2 /

провел в Канаде

р а д и о л о к а ­

ционные исследования с и с п о л ь з о в а н и е м оборудования

с и с т е м ы

Shoran,

калиброванного

в предположении,

что

с

0

= 2 9 9

7 7 6

к м / с и

п о к а з а ­

т е л ь преломления

у

поверхности

Земли

при обычных

у с л о в и я х

равен

1 , 0 0 0 2 8 8 5 .

Б ы л о у с т а н о в л е н о ,

чт о з н а ч е н и е

c Q ,

предложенное Э с ­

с е н о м , Б е р г ш т р а н д о м и А с л а к с о н о м ,

более справедливо,

и з н а ч е н и е

коэффициента

преломления

было

т а к ж е

увеличено

до

значения,

н а й ­

денного Э с с е н о м и Ф р у м о м . В подробном

сообщении

Р о с с а п р и в е д е ­

ны

поправки

на

з а п а з д ы в а н и е

с и г н а л а

в

приборе,

и з м е н е н и е

п о к а з а ­

т е л я преломления

и в ы с о т у

с а м о л е т а .

Р е з у л ь т а т ы ,

полученные

для

о т р е з к а пути

м е ж д у Б а у н д е р и

и

Черчиллом,

приведены

в

т а б л .

П.

Можно

в и д е т ь ,

чт о поправки

с о с т а в л я ю т

2 • 1 0 _

3 ,

п о э т о м у

их

с л е д у е т о п р е д е л я т ь

с т о ч н о с т ь ю

до 1%,

если ж е л а т е л ь н о

получить

т о ч н о с т ь 2 - Ю -

5 .

Р е з у л ь т а т ы ,

полученные А с л а к с о н о м ,

с в и д е т е л ь с т в у ю т

о

более

в ы с о к о м

значении

скорости

распространения

радиоволн

с 0 , че м п р и -