ÏËÀÇÌÀ ÊÀÊ ËÈÍÇÀ % ÂÐÅÌÅÍÈ O M1 ! M2 O0 =äèôð Oôîê . N M0 J0 = J. N . M1 M Ðèñ.4. Äåéñòâèå ñîáèðàþùåé ëèíçû ñ ó÷åòîì äèôðàêöèè ñâåòà íûõ ðàçìåðîâ: 2 Qäèôð ≈ y0 2 yôîê 4 ≈ y0 2 2 F λ . (22) ×åì êîðî÷å ôîêóñíîå ðàññòîÿíèå, òåì ñèëüíåå âîçðàñòàåò èíòåíñèâíîñòü.  ïðåäåëüíîì ñëó÷àå, êîãäà ôîêóñèðîâêà ïðîèñõîäèò íà êðàþ áëèæíåé çîíû, F = x äèôð è Qäèôð ≈ 1 óñèëåíèÿ èíòåíñèâíîñòè íå ïðîèñõîäèò. Ïðè F > x äèôð ïó÷îê ðàñøèðÿåòñÿ òàê ñèëüíî, ÷òî åãî èíòåíñèâíîñòü ñòàíîâèòñÿ ìåíüøå èñõîäíîé. Ïåðåéäåì ê êîíñòðóèðîâàíèþ «ëèíçû âðåìåíè». Ðàññìîòðèì ðàñïðîñòðàíåíèå íåñêîëüêèõ ðàäèîèìïóëüñîâ ðàçíîé ÷àñòîòû. Íà ðèñóíêå 5 ïîêàçàíû òðè òàêèõ èìïóëüñà. Âûáåðåì ÷àñòîòû èìïóëüñîâ òàêèì îáðàçîì, ÷òîáû ñíà÷àëà áûë âûïóùåí ñàìûé íèçêî÷àñòîòíûé èìïóëüñ ( ω = ω 2 ), êîòîðûé, ñîãëàñíî ðèñóíêó, èìååò íàèìåíüøóþ ãðóïïîâóþ ñêîðîñòü. Íà îïðåäåëåííîì ðàññòîÿíèè õ = F âòîðîé èìïóëüñ ( ω 0 > ω 2 ) äîãîíèò ïåðâûé èìïóëüñ, è â òîé æå òî÷êå òðåòèé, ñàìûé áûñòðûé, èìïóëüñ ( ω 1 > ω 0 ) äîãîíèò ïåðâûå äâà. Òàêèì îáðàçîì, òðè èìïóëüñà îáúåäèíÿòñÿ â îäèí, äëèòåëüíîñòü êîòîðîãî ìåíüøå, ÷åì îáùàÿ èñõîäíàÿ ïðîòÿæåííîñòü âñåõ ñèãíàëîâ. Èçìåíåíèå ÷àñòîòû ïðè ïåðåõîäå îò îäíîãî èìïóëüñà ê äðóãîìó ìîæíî ñäåëàòü ïëàâíûì, òîãäà ìû ïîëó÷èì îäèí ÷àñòîòíî-ìîäóëèðîâàííûé èìïóëüñ ïðîòÿæåííîñòüþ τ 0 (ýòîò ïåðåõîä ïîêàçàí íà ðèñóíêå ïóíêòèðîì). Ìû óæå çíàåì, ÷òî çà ñ÷åò äèñïåðñèè îí áóäåò ðàñøèðÿòüñÿ íà 5 Êâàíò ¹ 6 Ðèñ.5. Ñæàòèå ÷àñòîòíî-ìîäóëèðîâàííîãî ðàäèîèìïóëüñà â ïëàçìå («ëèíçà âðåìåíè») óãîë α ≈ λ äèñï τ 0 è â òî÷êå F åãî ïðîòÿæåííîñòü áóäåò ðàâíà τ F ≈ Fλ äèñï τ 0 . Èìïóëüñ îêàæåòñÿ ñæàòûì («ñôîêóñèðîâàííûì»), åñëè τ F?τ 0 . Äëÿ ýòîãî äèñòàíöèÿ, ïðîõîäèìàÿ â ïëàçìå, äîëæíà áûòü íå î÷åíü âåëèêà: F?τ 20 λ äèñï (ñðàâíèòå ñ (21)). Êîýôôèöèåíò ñæàòèÿ ðàäèîèìïóëüñà çà ñ÷åò äèñïåðñèè qäèñï áóäåò ðàâåí 2 τ τ0 qäèñï ≈ 0 ≈ . (23) Fλ äèñï τF Ýòà ôîðìóëà àíàëîãè÷íà (22), íî â îïòè÷åñêîé ëèíçå ìû ó÷èòûâàëè ïëîùàäè ñå÷åíèÿ ïó÷êà, êîòîðûå ïðîïîðöèîíàëüíû êâàäðàòó ðàçìåðîâ, à çäåñü ðàññìàòðèâàþòñÿ ëèíåéíûå âåëè÷èíû ïðîòÿæåííîñòè èìïóëüñîâ. Ôîðìóëà (23) ïîêàçûâàåò òàêæå, êàê âîçðàñòàåò ìîùíîñòü ñæàòîãî èìïóëüñà, ïîñêîëüêó âñÿ èñõîäíàÿ ýíåðãèÿ òåïåðü ñîñðåäîòî÷åíà â èìïóëüñå ìåíüøåé ïðîòÿæåííîñòè (ïîòåðÿìè ýíåðãèè â ïëàçìå ÷àñòî ìîæíî ïðåíåáðå÷ü). Ýôôåêò ñæàòèÿ èìïóëüñà («âðåìåííáÿ ôîêóñèðîâêà») èñïîëüçóåòñÿ äëÿ óâåëè÷åíèÿ ìîùíîñòè ðàäèîñèãíàëà ïðè ïåðåäà÷å åãî ÷åðåç èîíîñôåðó ïóòåì ñïåöèàëüíîãî ïîäáîðà çàêîíà ÷àñòîòíîé ìîäóëÿöèè èìïóëüñà. Äèñïåðñèÿ ñèãíàëîâ èãðàåò âàæíóþ ðîëü ïðè íàáëþäåíèè åñòåñòâåííûõ èìïóëüñíûõ èçëó÷àòåëåé ïóëüñàðîâ. Ïóëüñàðû ýòî èñòî÷íèêè êîñìè÷åñêîãî ðàäèîèçëó÷åíèÿ ñ î÷åíü âûñîêîé ñòàáèëüíîñòüþ ïåðèîäà. Èìïóëüñ ïóëüñàðà âîçíèêàåò ïðàêòè÷åñêè îäíîâðåìåííî â øèðîêîì èíòåðâàëå ðàäèîâîëí. Îäíàêî ïðè ïðîõîæäåíèè ÷åðåç àòìîñôåðó ïóëüñàðà è ìåæçâåçäíóþ ïëàçìó íèçêî÷àñòîòíàÿ ÷àñòü èçëó÷åíèÿ çàïàçäûâàåò îòíîñèòåëüíî âûñîêî÷àñòîòíîé, ïîýòîìó âûñîêî÷àñòîòíûå èìïóëüñû ïðèõîäÿò ê íàáëþäàòåëþ ðàíüøå íèçêî÷àñòîòíûõ. Ïî âåëè÷èíå çàïàçäûâàíèÿ èìïóëüñîâ ñóäÿò î ðàññòîÿíèè äî ïóëüñàðà è î êîíöåíòðàöèè ýëåêòðîíîâ íà ëó÷å çðåíèÿ îò èñòî÷íèêà ê íàáëþäàòåëþ. Òàêèì îáðàçîì èññëåäóåòñÿ ðàñïðåäåëåíèå ýëåêòðîíîâ â ìåæçâåçäíîì ãàçå Ãàëàêòèêè.  çàêëþ÷åíèå ñäåëàåì åùå îäíî çàìå÷àíèå. Ðàññìîòðåííàÿ ïðîñòðàíñòâåííî-âðåìåííáÿ àíàëîãèÿ íå ÿâëÿåòñÿ ñïåöèôè÷åñêèì ñâîéñòâîì ïëàçìû.  ëþáîé ñðåäå ñ òàêîé æå äèñïåðñèåé ðàäèîèìïóëüñ áóäåò äåôîðìèðîâàòüñÿ ïî òîìó æå ñàìîìó çàêîíó. Îêàçûâàåòñÿ, òàêèå ñðåäû ìîãóò áûòü èçãîòîâëåíû äîñòàòî÷íî ïðîñòî èñêóññòâåííî. Íàïðèìåð, â äèàïàçîíå ñâåðõâûñîêèõ ÷àñòîò ìîæíî âîñïîëüçîâàòüñÿ âîëíîâîäîì.  áîëåå íèçêî÷àñòîòíîì äèàïàçîíå, ãäå âìåñòî âîëíîâîäîâ èñïîëüçóþòñÿ ëèíèè ïåðåäà÷ èç åìêîñòåé è èíäóêòèâíîñòåé, òàêæå ìîæíî ïîäîáðàòü çàêîí äèñïåðñèè, îáåñïå÷èâàþùèé íåîáõîäèìóþ äåôîðìàöèþ ðàäèîèìïóëüñîâ.