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* Grundlagen zur Ionosphäre, Sonnenfleckenaktivität und "Tote Zone" sind in Klasse N
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* Vertiefung im Bereich Wellenausbreitung
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* Strahlung der Sonne schlägt Elektronen aus Sauerstoff- und Stickstoff-Atomen und -Molekülen in der Hochatmosphäre → Ionisation
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* Freie Elektronen werden von Funkwellen zum Schwingen angeregt → Refraktion der Funkwellen
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* In ca. $\num{50}$ bis $\qty{450}{\kilo\meter}$ Höhe
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* 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
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* Dichte der freien Elektronen bestimmt die Brechungsfrequenz
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* Höhere Dichte → höhere Frequenz
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[picture:865:e_wellenausbreitung_refraktion:Refraktion an Schichten der Ionosphäre]
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* Mehr Sonnenstrahlung → Ausbreitung auf höherer Frequenz möglich
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* Besonders viel Strahlung tagsüber im Sonnenfleckenmaximum
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* $\qty{10}{\meter}$-Band selbst bei geringer Sendeleistung tagsüber nutzbar
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[question:EH219]
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## Rekombination
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* Freie Elektronen rekombinieren sich wieder mit Atomrümpfen
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* In bestimmten Höhen stellt sich ein Gleichgewicht zwischen Ionisation und Rekombination ein.
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* Diese Gebiete mit Gleichgewicht werden als Regionen oder Schichten bezeichnet.
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## Schichten der Ionosphäre
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* Es gibt in verschiedenen Höhen verschiedene "Schichten" bzw. Regionen mit unterschiedlich starker Ionisierung
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* Diese tragen die Namen
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1. D-Schicht
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2. E-Schicht
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3. F<sub>1</sub>-Schicht
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4. F<sub>2</sub>-Schicht
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* Für die Prüfungsfragen der Klasse E ist ein grundlegendes, qualitatives Verständnis der Regionen erforderlich
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* Die für die Kurzwellen-Fernausbreitung (DX) wichtigen F-Regionen der Ionosphäre befinden sich in einer Höhe von etwa $\num{130}$ bis $\qty{450}{\kilo\meter}$
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* 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
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* In ca. $\qtyrange{50}{90}{\kilo\meter}$ Höhe
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* Existiert *nur am Tag*
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* Nach Sonnenuntergang sehr schnell verschwunden
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* Energieverlust durch Kollision der Elektronen mit anderen Teilchen
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* Starke *Dämpfung* von Funkwellen unter $\qty{10}{\mega\hertz}$
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* Keine Raumwelle für Amateurfunkbänder wie $\qty{160}{\meter}$ oder $\qty{80}{\meter}$
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* Die Schichten verschwinden durch Rekombination der Ionen und Elektronen, wenn sie nicht mehr durch Sonnenstrahlung angeregt werden
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[question:EH210]
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[question:EH105]
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### E-Region
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* In ca. $\qtyrange{90}{130}{\kilo\meter}$ Höhe
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* Entsteht *tagsüber* mit Maximum zur Mittagszeit
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* Verschwindet etwa 1 Stunde nach Sonnenuntergang
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* Sprungdistanz ca. $\qty{2000}{\kilo\meter}$ bis $\qty{10}{\mega\hertz}$
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* Starke Ionisation → Sporadic-E
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* Namensgebene: *E*(lektrische)*-Schicht*
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* Die Schichten darüber und darüber wurden mit Buchstaben davor und dahinter benannt
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[question:EH106]
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### F-Regionen
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* In ca. $\qtyrange{200}{400}{\kilo\meter}$ Höhe
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* Am stärksten ionisierte Schicht
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* F<sub>1</sub>-Schicht existiert *nur am Tag*
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* F<sub>2</sub>-Schicht bleibt *nachts* bestehen
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* Sprungdistanz ca. $\qty{4000}{\kilo\meter}$
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Wenig Restatmosphäre, weshalb die Elektronen lange brauchen, um ein Ion zur Rekombination zu finden
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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
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* Intensivere Ultraviolett- und Röntgenstrahlen
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* Führt zu starker Ionisation der F<sub>2</sub>-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
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* 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]
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