Баланс.

Резона́ нсом Шу́ мана называется явление образования стоячих электромагнитных волн

Низких и сверхнизких частот между поверхностью Земли и ионосферой.

Земля и её ионосфера — это гигантский сферический резонатор, полость которого

Заполнена слабоэлектропроводящей средой. Если возникшая в этой среде

Электромагнитная волна после огибания земного шара снова совпадает с собственной

Фазой (входит в резонанс), то она может существовать долгое время.

Рассмотрим объёмный резонатор, состоящий из двух концентрических проводящих

сфер. Внутренняя сфера представляет собой поверхность Земли, а внешняя –

ионизированный газ ионосферы, находящийся на высоте около 80 км над землёй.

Предположим, что электромагнитная волна, n раз отражаясь попеременно от

Поверхности Земли и ионосферы, огибает земной шар. Если на окружности Земли

Укладывается __________целое число отражений, то возникает резонанс, и такая волна может

Существовать продолжительное время. Считая, что волна распространяется со скоростью

света с = 300 000 км/с, а окружность Земли составляет L = 40 000 км, получим частоту

Колебаний, равную

Простейшая модель сферического объёмного резонатора

Для первых пяти гармоник эта формула даёт ряд частот 7, 5 — 15, 0 — 22, 5 — 30, 0

— 37, 5... Гц. Сравнивая теоретические частоты с частотами, полученными

Экспериментально (7, 83 — 14, 1 — 20, 3 — 26, 4 — 32, 4... Гц), заметим, что при хорошем

совпадении частоты первой гармоники ошибка с ростом n увеличивается.

В своей оригинальной работе Шуман проанализировал колебания, возникающие в

сферическом объёмном резонаторе. При этом он учитывал, что поверхность земли имеет

постоянную проводимость около σ = 10− 3 См/м, а проводимость ионосферы на высотах

70–90 км меняется в пределах σ = 10− 5—10− 3 См/м. Из-за этого средняя скорость

распространения электромагнитной волны V (σ) примерно на 20% меньше, чем при

отражении от сферы с бесконечной проводимостью. Для частоты n -й гармоники Шуман

Получил

что для первых пяти гармоник даёт 8, 5 — 14, 7 — 20, 8 — 26, 8 — 32, 9 Гц.

Причины возникновения волн

Существует несколько гипотез возникновения электромагнитных волн в полости Земля-

Ионосфера.

«Грозовая» гипотеза

Разряды молнии, как полагают, являются первичным естественным источником

Возбуждения резонанса Шумана. Молнии ведут себя как огромные антенны, которые

Излучают электромагнитную энергию на частотах около 100 кГц. Они-то и являются

Причиной возбуждения электромагнитных колебаний в широком диапазоне частот.

Данным явлением и объясняется, по мнению большинства специалистов, наличие

Устойчивых сверхнизкочастотных колебаний, которые практически не затухают и имеют