Εξαιρετικά χαμηλή συχνότητα (ELF) είναι η ονομασία ITU[1] για ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία (ραδιοκύματα) με συχνότητες από 3 έως 30 Hz, και αντίστοιχα μήκη κύματος από 100.000 έως 10.000 χιλιόμετρα, αντίστοιχα.[2][3] Στην ατμοσφαιρική επιστήμη, συνήθως δίνεται ένας εναλλακτικός ορισμός, από 3 Hz έως 3 kHz.[4][5] Στη σχετική επιστήμη της μαγνητόσφαιρας, οι ηλεκτρομαγνητικές ταλαντώσεις χαμηλότερης συχνότητας (παλμοί που συμβαίνουν κάτω από ~3 Hz) θεωρείται ότι βρίσκονται στην περιοχή ULF, η οποία επομένως ορίζεται διαφορετικά από τις ραδιοζώνες ITU.
Τα ραδιοκύματα ELF δημιουργούνται από κεραυνούς και φυσικές διαταραχές στο μαγνητικό πεδίο της Γης, επομένως αποτελούν αντικείμενο έρευνας από επιστήμονες της ατμόσφαιρας. Λόγω της δυσκολίας κατασκευής κεραιών που μπορούν να εκπέμπουν τόσο μεγάλα κύματα, οι συχνότητες ELF έχουν χρησιμοποιηθεί μόνο σε ελάχιστα ανθρωπογενή συστήματα επικοινωνίας. Τα κύματα ELF μπορούν να διεισδύσουν στο θαλασσινό νερό, γεγονός που τα καθιστά χρήσιμα στην επικοινωνία με υποβρύχια, και μερικά έθνη έχουν κατασκευάσει στρατιωτικούς πομπούς ELF για να μεταδίδουν σήματα στα βυθισμένα υποβρύχια τους, που αποτελούνται από τεράστιες γειωμένες συρμάτινες κεραίες (δίπολα εδάφους) 15–60 km (9–37). mi) οδηγείται από πομπούς που παράγουν μεγαβάτ ισχύος. Οι Ηνωμένες Πολιτείες, η Ρωσία, η Ινδία και η Κίνα είναι οι μόνες χώρες που είναι γνωστό ότι έχουν κατασκευάσει αυτές τις εγκαταστάσεις επικοινωνίας ELF.[6][7][8][9][10][11][12][13] Οι Αμερικανικές εγκαταστάσεις χρησιμοποιήθηκαν μεταξύ 1985 και 2004 αλλά τώρα έχουν παροπλιστεί.[9]
Λόγω του εξαιρετικά μεγάλου μήκους κύματός τους, τα κύματα ELF μπορούν να περιθλάσουν γύρω από μεγάλα εμπόδια, δεν εμποδίζονται από τις οροσειρές ή τον ορίζοντα και μπορούν να ταξιδέψουν γύρω από την καμπυλότητα της Γης. Τα κύματα ELF και VLF διαδίδονται σε μεγάλες αποστάσεις μέσω ενός μηχανισμού κυματοδηγού Γης-ιονόσφαιρας.[5][18] Η Γη περιβάλλεται από ένα στρώμα φορτισμένων σωματιδίων (ιόντα και ηλεκτρόνια) στην ατμόσφαιρα σε υψόμετρο περίπου 60 km (37 μίλια) στον πυθμένα της ιονόσφαιρας, που ονομάζεται στρώμα D που αντανακλά τα κύματα ELF. Ο χώρος μεταξύ της αγώγιμης επιφάνειας της Γης και του αγώγιμου στρώματος D λειτουργεί ως ένας κυματοδηγός παράλληλης πλάκας που περιορίζει τα κύματα ELF, επιτρέποντάς τους να διαδίδονται σε μεγάλες αποστάσεις χωρίς να διαφεύγουν στο διάστημα. Σε αντίθεση με τα κύματα VLF, το ύψος του στρώματος είναι πολύ μικρότερο από ένα μήκος κύματος στις συχνότητες ELF, οπότε ο μόνος τρόπος που μπορεί να διαδοθεί στις συχνότητες ELF είναι ο τρόπος TEM σε κατακόρυφη πόλωση, με το ηλεκτρικό πεδίο κάθετο και το μαγνητικό πεδίο οριζόντιο. Τα κύματα ELF έχουν εξαιρετικά χαμηλή εξασθένηση 1–2 dB ανά 1.000 km (620 mi),[18][19] δίνοντας σε έναν μόνο πομπό τη δυνατότητα να επικοινωνεί παγκοσμίως.
Τα κύματα ELF μπορούν επίσης να διανύσουν σημαντικές αποστάσεις μέσα σε πετρώματα και θαλασσινό νερό, τα οποία θα απορροφούσαν ή θα αντανακλούσαν ραδιοκύματα υψηλότερης συχνότητας.
Hellenica World - Scientific Library
Από τη ελληνική Βικιπαίδεια http://el.wikipedia.org και el.wiktionary.org/. Όλα τα κείμενα είναι διαθέσιμα υπό την GNU Free Documentation License
