Радіовікно — діапазон радіохвиль, які проникають крізь атмосферу Землі. Зазвичай нижня межа діапазону радіовікна має значення близько 10 МГц (λ ≈ 30 м); найкраща верхня межа, досяжна з оптимальних наземних місць спостереження, дорівнює приблизно 1 ТГц (λ ≈ 0,3 мм).

Радіовікно відіграє важливу роль в астрономії. До 1930-х — 1940-х років астрономи використовували для своїх спостережень лише видимий та ближній інфрачервоний діапазони. З розвитком радіотелескопів радіовікно ставало дедалі більш корисним, що призвело до розвитку радіоастрономії, яка принесла астрофізикам принципово нові спостережні дані.

Фактори, що впливають на нижню та верхню межі Нижня та верхня межі діапазону частот радіовікна не є фіксованими — вони залежать від різних факторів.

Поглинання в середньому ІЧ-діапазоні На верхню межу впливають переходи між коливальними енергетичними рівнями атмосферних молекул, таких як кисень (O2), вуглекислий газ (CO2) та вода (H2O), енергії яких відповідають фотонам середнього інфрачервоного діапазону.

Іоносфера На нижню межу частоти радіовікна значно впливає радіохвиль на частотах нижче 30 МГц (λ > 10 м); радіохвилі з частотами нижче межі 10 МГц (λ > 30 м) відбиваються іоносферою назад у космос. Нижня межа пропорційна щільності вільних електронів в іоносфері та збігається з плазмовою частотою: де  — плазмова частота в Гц, а густина електронів у електронах на кубічний метр. Значення сильно залежить від сонячного світла і суттєво змінюється від дня до ночі: зазвичай вона нижча вдень, що призводить до зменшення нижньої межі радіовікна, та вища вночі, що спричиняє збільшення нижньої межі частоти радіовікна. Нижня межа частоти радіовікна також залежить від сонячної активності та географічного положення.

Тропосфера

Під час проведення спостережень радіоастрономи намагаються розширити верхню межу радіовікна до оптимуму 1 ТГц, оскільки астрономічні об'єкти дають спектральні лінії більшої інтенсивності у вищому діапазоні частот. Тропосферна водяна пара значно впливає на верхню межу, оскільки її становлять 22,3 ГГц (λ ≈ 1,32 см), 183,3 ГГц (λ ≈ 1,64 мм) та 323,8 ГГц (λ ≈ 0,93 мм). Смуги тропосферного кисню на частотах 60 ГГц (λ ≈ 5,00 мм) та 118,74 ГГц (λ ≈ 2,52 мм) також впливають на верхню межу. Щоб зменшити вплив водяної пари, багато обсерваторій будуються на великих висотах, де клімат сухіший. Однак мало що може запобігти перешкодам від кисню.

Радіочастотні перешкоди На ширину радіовікна також впливають радіочастотні перешкоди, які перешкоджають спостереженням у певних діапазонах довжин хвиль та знижують якість спостережних радіоастрономічних даних.

Див. також

Інфрачервоне вікно Оптичне вікно Вікно прозорості атмосфери Поширення радіохвиль

Примітки