La carga en la ionosfera hace que se comporte como un plasma, que por debajo de cierta frecuencia tiene una permitividad eléctrica negativa. Un material con permitividad eléctrica negativa o permeabilidad magnética negativa (pero no ambas al mismo tiempo) no admitirá una onda electromagnética de propagación y, como tal, reflejará el 100% de una onda electromagnética entrante.
El modelo Drude de materiales conductores proporciona permitividad eléctrica como
donde omega_p es la frecuencia plasmática definida como
Dada la densidad de carga de la ionosfera, es fácilmente posible calcular a qué frecuencia la ionosfera soportará ondas de radio que rebotan de regreso a la Tierra, y está en algún lugar por encima de la frecuencia que transmiten las estaciones de radio AM, pero más baja que la frecuencia que transmiten las estaciones FM.
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