| зовании энергии электромагнитных волн в энергию переменного тока. И. и п. р. осуществляются с помощью передающих и приёмных антенн, Излучение радиоволн. Источником первичных электрич. колебаний могут быть переменные токи, текущие по проводникам, переменные поля и т. п. Однако переменные токи относительно низкой частоты (напр., пром. частоты 50 гц) для излучения непригодны: на этих частотах нельзя создать эффективный излучатель. Действительно, если электрич. колебания происходят, напр., в катушке индуктивности, размеры к-рой малы по сравнению с длиной волны А, соответствующей частоте колебаний тока, текущего в катушке, то в её витке для каждого участка с одним направлением тока, напр. А (рис. 1), существует др. Рис. 1. Виток катушки индуктивности. участок В, удалённый от А на расстояние, меньшее, чем в к-ром в тот же момент времени направление тока противоположно. На больших расстояниях от витка волны, излучённые элементами А и В, ослабляют друг друга, Т. к. виток состоит из таких пар противофазных элементов, то он, а следовательно вся катушка, излучает плохо. Также плохо излучает колебательный контур, содержащий катушку индуктивности и конденсатор. В каждый момент времени заряды на обкладках конденсатора равны по величине, противоположны по знаку и удалены друг от друга на расстояние, значительно меньшее, чем Из сказанного следует, что для эффективного излучения радиоволн необходима незамкнутая (открытая) цепь, в к-рой либо нет участков с противофазными колебаниями тока или заряда, либо расстояние между ними не мало по сравнению с. Если размеры цепи таковы, что время распространения изменении электромагнитного поля в ней сравнимо с периодом колебаний тока или заряда (скорость распространения возмущений конечна), то условия квазистационарности не выполняются (см. Квазистационарный процесс) и часть энергии источ- ника уходит в виде электромагнитных волн. Для практич. целей обычно применяют электромагнитные волны с < < 10 км. Излучатели. Простейший излучатель радиоволн состоит из двух отрезков А и В прямолинейного проводника, присоединённых к концам ОО' двухпроводной линии, вдоль к-рой распространяется электромагнитная волна (рис. 2). В отрезках А Рис. 2. Электрический диполь. и В под действием электрич. поля волны возникает движение зарядов, т. е. переменный ток. В каждый момент времени заряды в точках О и О' равны по величине и противоположны по знаку, т. е. отрезки А и. В образуют электрич. д и-п о л ь, что определяет конфигурацию создаваемого им электрич. поля. С другой стороны, токи в отрезках А и В совпадают по направлению, поэтому силовые линии магнитного поля, как и в случае прямолинейного тока, - окружности (рис. 3). Т. о., в пространстве, окружающем диполь, возникает электромагнитное поле, в к-ром поля Е и Н перпендикулярны друг другу. Электромагнитное поле распространяется в пространстве, удаляясь от диполя (рис. 4). Рис. 3. Структура электрического Е и магнитного Н полей вблизи диполя: пунктир - силовые линии электрического поля; тонкие линии - силовые линии магнитного поля; О - точка наблюдения. Рис. 4. Мгновенные картины электрических силовых линий вблизи диполя для промежутков времени, отстоящих друг от друга на 1/8 периода Т колебаний тока. Волны, излучаемые диполем, имеют определённую поляризацию. Вектор напряжённости электрич. поля Е волны в точке наблюдения О (рис. 3) лежит в плоскости, проходящей через диполь и радиус-вектор г, проведённый от центра диполя к точке наблюдения. Вектор магнитного поля Н перпендикулярен этой плоскости. Переменное электромагнитное поле возникает во всём пространстве, окружающем диполь, и распространяется от диполя во всех направлениях. Диполь излучает сферич. волну, к-рую на большом расстоянии от диполя можно считать плоской (локально-плоской). Однако амплитуды напряжённостей электрич. и магнитного полей, создаваемых диполем, а следовательно и излучаемая энергия, в разных направлениях различны. Они максимальны в направлениях, перпендикулярных диполю, и постепенно убывают до нуля вдоль оси диполя. В этом направлении диполь практически не излучает. Распределение излучаемой мощности по различным направлениям характеризуется диаграммой направленности. Пространственная диаграмма направленности диполя имеет вид тороида (рис. 5). Рис. 5. Пространственная диаграмма направленности электрического диполя. Полная мощность, излучаемая диполем, зависит от подводимой мощности и соотношения между его длиной l и длиной волны. Для того чтобы диполь излучал значит, долю подводимой к нему мощности, его длина не должна быть мала по сравнению с. С этим связана трудность излучения очень длинных волн. Если l подобрано правильно и потери энергии на нагрев проводников диполя и линии малы, то преобладающая доля мощности источника тратится на излучение. Т. о., диполь является потребителем мощности источника, подобно включённому в конец линии активному сопротивлению, потребляющему подводимую мощность. В этом смысле диполь обладает сопротивлением излучения RИ, равным тому активному сопротивлению, в к-ром потреблялась бы такая же мощность. Описанный выше диполь является простейшей передающей антенной и называется симметричным вибратором. Впервые такой вибратор использовал Г. Герц (1888) в опытах, обнаруживших существование радиоволн. Электрич. колебания в диполе Герца (см. Герца вибратор) возбуждались с помощью искрового разряда - единственного известного в то время источника электрич. колебаний. Наряду с симметричным вибратором применяется (для более длинных волн) несимметричный вибратор(рис.б), возбуждаемый у основания и излучающий равномерно в горизонтальной плоскости. Наряду с проволочными антеннами (проволочными вибраторами) существуют и другие виды излучателей радиоволн. Широкое применение получила магнитная антенна. Она представляет собой стержень из магнитного материала с высокой магнитной проницаемостью , на к-рый намотана катушка из тонкого провода. Силовые линии магнитного поля магнитной антенны повторяют картину силовых линий электрич. поля проволочного диполя (рис. 7, а, б), что обусловлено принципом двойственности. Если в стенках радиоволновода или объёмного резонатора, где текут переменные поверхностные токи сверхвысоких частот, прорезать щель так, чтобы она пересекла направление тока, то распределение токов резко искажается, экранировка нарушается и электромагнитная энергия излучается наружу. Распределение полей щелевого излучателя подобно распределению полей магнитной антенны. Поэтому щелевой излучатель наз. магнитным диполем (рис. 7, в, г; см. также Щелевая антенна). Диаграмма направленности магнитного и щелевого излучателей, так же как и электрического диполя, представляет собой тороид. Рис. 7. Сопоставление электрического диполя (а), магнитного (б) и щелевого (в, г) излучателей; 1 -проводник с током; 2- стержень из материала с высокой магнитной проницаемостью; 3 - металлический экран, в котором прорезана щель; 4 - проводники, идущие от генератора высокочастотных электрических колебаний; 5 - силовые линии электрического поля; 6-силовые линии магнитного поля. Более направленное излучение создают антенны, состоящие из нескольких проволочных или щелевых излучателей. Это- результат интерференции радиоволн, излучаемых отдельными излучателями. Если токи, питающие их, имеют одинаковые амплитуду и фазу (равномерное синфазное возбуждение), то на достаточно далёком расстоянии в направлении, перпендикулярном излучающей поверхности, волны от отд. излучателей имеют одинаковые фазы и дают максимум излучения. Поле, созданное в др. направлениях, значительно слабее. Нек-рое увеличение напряжённости поля имеет место в тех направлениях, где разность фаз волн, приходящих от крайних излучателей, равна , где п - целое число. В этом случае сечение диаграммы направленности плоскостью содержит ряд лепестков (рис. 8), наибольший из к-рых наз. главным и соответствует максимуму излучения, остальные наз. боковыми. Рис. 8. Сечение диаграммы направленности антенны плоскостью. В совр. антенной технике применяются антенные решётки,содержащие до 1000 излучателей. Поверхность, на к-рой они расположены, наз. апертурой (раскрывом) антенны и может иметь любую форму. Задавая различное распределение амплитуд и фаз токов на апертуре, можно получить любую форму диаграммы направленности. Синфазное возбуждение излучателей, образующих плоскую решётку, позволяет получить очень высокую направленность излучения, а изменение распределения тока на апертуре даёт возможность изменять форму диаграммы направленности. Для повышения направленности излучения, к-рое характеризуется шириной гл. лепестка, необходимо увеличивать размеры антенны. Связь между шириной гл. лепестка , наибольшим размером апертуры L и излучаемой длиной волны определяется формулами: для синфазного возбуждения и если излучатели расположены вдоль нек-рой оси, а сдвиг фаз в них подобран так, что максимум излучения направлен вдоль этой оси (рис. 9). С - постоянные, зависящие от распределения амплитуды токов по апертуре. Рис. 9. Принцип действия антенны, излучающей вдоль оси системы диполей; S - путь, пройденный волной, на котором отставание фазы компенсируется опережением фазы излучающего тока. Если радиоволновод постепенно расширяется к открытому концу в виде воронки или рупора (рис. 10), то волна в волноводе постепенно преобразуется в волну, характерную для свободного пространства. Такая рупорная антенна даёт направленное излучение. Рис. 10. Схема рупорного излучателя. Стрелками показаны силовые линии электрического поля; точки-силовые линии магнитного поля, перпендикулярные плоскости рисунка, выходящие из его плоскости (крестики - уходящие за плоскость). Очень высокая направленность излучения (до долей градуса на дециметровых и более коротких волнах) достигается с помощью зеркальных и линзовых антеин. В них благодаря процессам отражения и преломления сферич. фронт волны, излучаемой электрическим или магнитным диполем либо рупорным излучателем, преобразуется в плоский. Однако из-за дифракции волн в этом случае диаграмма также имеет главный и боковые лепестки направленности. Зеркальная антенна представляет собой металлич. зеркало t, чаще в виде части параболоида вращения или параболич. цилиндра, в фокусе к-рого находится первичный излучатель (рис. 11). Линзы для радиоволн представляют собой трёхмерные решётки из металлич. шариков, стерженьков и т. п. (искусственные диэлектрики) или набор прямоугольных волноводов. Рис. 11. Схема зеркальной антенны: 1 - параболический отражатель; 2 - волновод, соединяющий двух-щелевой излучатель 3 с генератором; 4-образуемый излучателем сферический фронт волны; 5-плоский фронт волны после отражения от зеркала. Приём радиоволн. Каждая передающая антенна может служить приёмной. Если на электрич. диполь действует распространяющаяся в пространстве волна, то её электрич. поле возбуждает в диполе колебания тока, к-рые затем усиливаются, преобразуются по частоте и воздействуют на выходные приборы. Можно показать, что диаграммы направленности диполя в режимах приёма и передачи одинаковы, т. е, что диполь принимает лучше в тех направлениях, в к-рых он лучше излучает. Это является общим свойством всех антенн, вытекающим из принципа взаимности: если расположить две антенны - передающую А и приёмную В-в начале и в конце линии радиосвязи, то генератор, питающий антенну Л, переключённый в приёмную антенну В, создаёт в приёмном устройстве, переключённом в антенну А, такой же ток, какой, будучи включённым в антенну А, он создаёт в приёмнике, включённом в антенну В. Принцип взаимности позволяет по свойствам передающей антенны определить её характеристики как приёмной. Энергия, к-рую диполь извлекает из электромагнитной волны, зависит от соотношения между его длиной l, длиной волныи углом между направлением v прихода волны и диполем. Существен также угол между направлением вектора электрич. волны и диполем (рис. 12). Наилучшие условия приёма, при При электрич. ток в диполе не возбуждается, т. е. приём отсутствует. Если же , то очевидно, что энергия, извлекаемая приёмной антенной из поля . Иными словами, эта энергия связана с поляризацией приходящей волны. Из сказанного выше следует, что в случае излучающего и принимающего диполей для наилучших условий приёма необходимо, что бы оба диполя лежала в Рис 12 одной плоскости и чтобы приёмный диполь был перпендикулярен направлению распространения волны. При этом приёмный диполь извлекает из приходящей волны столько энергии, сколько несёт с собой эта волна, проходя через сечение в форме квадрата со стороной равной Шумы антенны. Приёмная антенна всегда находится в таких условиях, когда на неё, кроме полезного сигнала, воздействуют шумы. Воздух и поверхность Земли вблизи антенны, поглощая энергию, в соответствии с Рэлея - Джинса законом излучения создают электромагнитное излучение. Шумы возникают и за счёт джо-улевых потерь в проводниках и диэлектриках подводящих устройств. Все шумы внешнего происхождения описываются т.н. шумовой, или антенной, темп-рой ТА. Мощность Рш внешних шумов на входе антенны в полосе частот приёмника равна: (K - Больцмана постоянная)- На частотах ниже 30 Мгц преобладающую роль играют атмосферные шумы. В области сантиметровых волн решающий вклад вносит излучение поверхности Земли, к-рое попадает в антенну обычно за счет боковых лепестков её диаграммы направленности. Поэтому для слабонаправленных антенн антенная темп-pa, обусловленная Землёй, высока; она может достигать 140-250 К; у остронаправленных антенн она составляет обычно 50- 80 К, а спец. мерами её можно снизить до 15-20 К. О конкретных типах антенн, их характеристиках и применении см. в ст. Антенна. Лит.: Xаикин С. Э., Электромагнитные волны, 2 изд., М.- Л., 1964; Гольд-штейн Л. Д., Зернов Н. В., Электромагнитные поля и волны, М., 1956; Рамо С., Уиннери Дж., Поля и волны в современной радиотехнике, пер. с англ., 2 изд., М.- Л., 1950. Под редакцией Л. Д. Бахраха.
ИЗЛУЧЕНИЕ РАВНОВЕСНОЕ, то же что тепловое излучение.
ИЗЛУЧИНЫ, меандры [от Меандр (греч. Maiandros)-древнее назв. сильнс извилистой реки в М. Азии, ныне Б. Мен дерес], изгибы русла реки, возникающие в результате действия течений, не совпа дающих с направлением осн. речного потока, при к-рых поверхностные струк направляются к вогнутому берегу, з донные, насыщенные наносами струи - к выпуклому. Вогнутый, обычно крутой берег усиленно размывается, а поступление наносов к выпуклому берегу спо собствует его постепенному наращиваник и образованию отмели. В результате рус ло может настолько изогнуться, что поток прорывает себе новый, более короткий путь, а И. превращаются в старицы. Иногда И. сильно выпячиваются, принимая пальцеобразные очертания; наблюдается также незавершённое меанд-рирование - И. спрямляются протоком. И. типичны для рек равнин и предгорий.
ИЗМАИЛ, город в Одесской обл. УССР (с 1940 по 1954 центр Измаильской обл.). Расположен на живописном, утопающем в зелени садов и виноградников, лев. берегу Килийского рукава р. Дунай, в 80 км от Чёрного моря. Порт, доступный для морских судов. Ж.-д. станция. 70 тыс. жит. (1971). Время основания города не установлено. В 12 в. на месте И. была генуэзская крепость, принадлежавшая затем княжеству Молдавии. С 16 в. упоминается как тур. крепость. В 1569 турецкий султан поселил здесь ногайцев. В рус.-тур. войну 1768-74 был взят 26 июля 1770 корпусом ген. Н. В. Репнина и с 1771 стал базой рус. Дунайской флотилии; по Кючук-Кайнарджийскому миру (1774) И. возвращён Турции. Во время рус.-тур. войны 1787-91 в нояб. 1790 рус. войска блокировали считавшийся неприступным И.к-рый имел вал выс.. 6-8 м с земляными и кам. бастионами и ров шир. 12 м и глуб. 6-10 м. Гарнизоном (35 тыс. чел., . 265 орудий) командовал Айдос Мехметпаша. Командующим рус. войсками (31 тыс.чел., св.500 орудий, включая флотилию ген.-майора И. де Рибаса) был назначен А. В. Суворов, к-рый прибыл под И. После отказа тур. командования капитулировать 11(22) дек. был начат штурм девятью колонами при поддержке гребной флотилии.
После упорного боя, во время к-рого особенно отличилась колонна ген.-майора сам истории развития степей, влажности М- И. Кутузова, рус. войска сломили ожесточённое сопротивление противника и овладели крепостью. Потери русских 4 тыс. убитых и 6 тыс. раненых, турок 26 тыс. убитых и 9 тыс. пленных, включая раненых. Успех был обеспечен тщательностью и скрытностью подготовки, внезапностью действий и одновременностью удара всех колонн, ясной и точной постановкой целей. Взятие И. способствовало быстрому и успешному окончанию войны с Турцией (1791). По Ясскому договору (1791) И. возвращён Турции. В третий раз И. взят рус.войсками 14 сент. 1809 во время рус.-тур. войны 1806-12 и по Бухарестскому договору (1812) остался за Россией. В результате Крымской войны 1853-56 И. вместе с юж. частью Бессарабии по Парижскому трактату (1856) отошёл к Турции. Во время рус.-тур. войны 1877-78 И. был занят 13 апр. 1877 в четвёртый раз рус. войсками и по Сан-Стефанскому мирному договору 1878 передан России. В янв. 1918 И. оккупировала боярская Румыния; в 1940 в результате мирного разрешения сов.-рум. конфликта И. был возвращён Сов. Союзу. В годы Великой Отечеств, войны 1941- 1945 И. с июля 1941 был оккупирован нем.-рум. войсками и освобождён Сов. Армией 26 авг. 1944.
В современном И. развита пищевая промышленность (овощеконсервный, мясной комбинаты, рыбный, молочный, виноградных вин з-ды).
Целлюлознокар-тонный комбинат, судоремонтный, судоремонтно-механич., ремонтный, железобетонных изделий, кирпичные з-ды. Пед. ин-т, общетехнич. ф-т Одесского технологич. ин-та, заочный факультет Одесского высшего инж. морского училища; техникум механизации и электрификации с. х-ва. Музей А. В. Суворова. Планировка И.- регулярная. На терр. тур. крепости (разрушенной) сохранилась мечеть (15 в.). Архит.19 в.: Покровский собор (1831, арх.А. И. Мельников), Рождественская (1823) и Никольская (1833) церкви. В сов. время И. интенсивно застраивается. Памятник А. В. Суворову (1945, арх. Б. В. Эдуарде).
Лит.: Григорьев Э. И., Коваль Л. А., Измаил. Путеводитель, Од., 1967; Орлов Н., Штурм Измаила Суворовым в 1790 г., СПБ, 1890.
Измаил. Мечеть. 15 в.
ИЗМАИЛЬСКИЙ Александр Алексеевич [22.2(6.3).1851, Петровский у., ныне Саратовской обл., -19.10(1.11).1914], русский учёный, агроном. В 1875 окончил Петровскую земледельческую и лесную академию (ныне Моск. с.-х. академия им. К. А. Тимирязева). В 1879-83 читал лекции по с. х-ву в Херсонском земском уч-ще (ныне Херсонский |
