* Grundlagen zur Ionosphäre, Sonnenfleckenaktivität und "Tote Zone" sind in Klasse N
* Vertiefung im Bereich Wellenausbreitung
* Strahlung der Sonne schlägt Elektronen aus Sauerstoff- und Stickstoff-Atomen und -Molekülen in der Hochatmosphäre $\rightarrow$ Ionisation
* Freie Elektronen werden von Funkwellen zum Schwingen angeregt $\rightarrow$ Refraktion der Funkwellen

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* In ca. $\num{50}$ bis $\qty{450}{\kilo\meter}$ Höhe
* Refraktion von Kurzwellen, wodurch weltweite Kommunikation ermöglicht wird
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[picture:731:e_atmosphaeren_schichten:Für den Amateurfunk relevante Schichten in der Atmosphäre]
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[question:EH101]
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## Ausbreitung von Funkwellen
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* Ionisation verleiht Kurzwelle einzigartige Fähigkeiten
* Dichte der freien Elektronen bestimmt die Brechungsfrequenz
* Höhere Dichte $\rightarrow$ höhere Frequenz
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[picture:865:e_wellenausbreitung_refraktion:Refraktion an Schichten der Ionosphäre]
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* Mehr Sonnenstrahlung $\rightarrow$ Ausbreitung auf höherer Frequenz möglich
* Besonders viel Strahlung tagsüber im Sonnenfleckenmaximum
* $\qty{10}{\meter}$-Band selbst bei geringer Sendeleistung tagsüber nutzbar

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[question:EH219]
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## Rekombination

* Freie Elektronen rekombinieren sich wieder mit Atomrümpfen
* In bestimmten Höhen stellt sich ein Gleichgewicht zwischen Ionisation und Rekombination ein.
* Diese Gebiete mit Gleichgewicht werden als Regionen oder Schichten bezeichnet.


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## Schichten der Ionosphäre
* Es gibt in verschiedenen Höhen verschiedene "Schichten" bzw. Regionen mit unterschiedlich starker Ionisierung
* Diese tragen die Namen

1. D-Schicht
2. E-Schicht
3. $F_1$-Schicht
4. $F_2$-Schicht

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* Für die Prüfungsfragen der Klasse E ist ein grundlegendes, qualitatives Verständnis der Regionen erforderlich
* Die für die Kurzwellen-Fernausbreitung (DX) wichtigen F-Regionen der Ionosphäre befinden sich in einer Höhe von etwa $\num{130}$ bis $\qty{450}{\kilo\meter}$
* In der Klasse A müssen die genauen Höhenlagen der einzelnen Regionen für Tag und Nacht benannt werden können

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[question:EH102]
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### D-Region
* In ca. $\qtyrange{50}{90}{\kilo\meter}$ Höhe
* Existiert *nur am Tag*
* Nach Sonnenuntergang sehr schnell verschwunden
* Energieverlust durch Kollision der Elektronen mit anderen Teilchen
* Starke *Dämpfung* von Funkwellen unter $\qty{10}{\mega\hertz}$
* Keine Raumwelle für Amateurfunkbänder wie $\qty{160}{\meter}$ oder $\qty{80}{\meter}$

<note>
* Die Schichten verschwinden durch Rekombination der Ionen und Elektronen, wenn sie nicht mehr durch Sonnenstrahlung angeregt werden
</note>
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[question:EH210]
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[question:EH105]

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### E-Region
* In ca. $\qtyrange{90}{130}{\kilo\meter}$ Höhe
* Entsteht *tagsüber* mit Maximum zur Mittagszeit
* Verschwindet etwa 1 Stunde nach Sonnenuntergang
* Sprungdistanz ca. $\qty{2000}{\kilo\meter}$ bis $\qty{10}{\mega\hertz}$
* Starke Ionisation $\rightarrow$ Sporadic-E
* Namensgebene: *E*(lektrische)*-Schicht*

<note>
* Die Schichten darüber und darüber wurden mit Buchstaben davor und dahinter benannt
</note>
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[question:EH106]

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### F-Regionen
* In ca. $\qtyrange{200}{400}{\kilo\meter}$ Höhe
* Am stärksten ionisierte Schicht
* $F_1$-Schicht existiert *nur am Tag*
* $F_2$-Schicht bleibt *nachts* bestehen
* Sprungdistanz ca. $\qty{4000}{\kilo\meter}$

<note>
Wenig Restatmosphäre, weshalb die Elektronen lange brauchen, um ein Ion zur Rekombination zu finden
</note>

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[question:EH103]

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[question:EH104]
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## Sonnenzyklus
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* Im Schnitt alle 11 Jahre durch Umkehrung des Magnetfelds
* Intensivere Ultraviolett- und Röntgenstrahlen
* Führt zu starker Ionisation der $F_2$-Region
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[picture:729:e_sonnenzyklus:Zählung der monatlichen Sonnenflecken seit 1749]
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[question:EH107]

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* Während dieser Zeit können alle oberen Kurzwellenbänder und teilweise sogar das $\qty{6}{\meter}$-Band für DX-Verbindungen genutzt werden
* Im Aktivitätsminimum sind die Frequenzbänder oberhalb des $\qty{20}{\meter}$-Bandes (z. B. $\qty{10}{\meter}$) meist nicht nutzbar

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[question:EH205]