Теперь Кью работает в режиме чтения

Мы сохранили весь контент, но добавить что-то новое уже нельзя

Как радиоволны распространяются в вакууме?

КосмосРадио
Максим Шишкин
  · 15,9 K
Сусанна Казарян, США, Физик  · 20 сент 2017

Вот интерпретация двух из четырех уравнений Максвелла, определяющая рождение и распространение электромагнитной (ЭМ) волны:

  • Всякое изменение магнитного поля (B) порождает в окружающем пространстве вихревое электрическое поле (E), силовые линии которого замкнуты.
  • Изменяющееся во времени электрическое поле порождает в окружающем пространстве магнитное поле.
    Простейший рисунок, иллюстрирующий рождение и распространение ЭМ волны, приведен ниже, где каждая пара векторов (Е, B) рождается одновременно, перпендикулярно друг к другу и  перпендикулярно направлению движения волны V.

Вот более реальная 3-х мерная картинка эволюции и распространения ЭМ волны, где для наглядности магнитная компонента поля искусственно сдвинута вниз вдоль пунктирных линий, а желтая полоса — излучатель электрического поля (антенна). 

А этот рисунок показывает изменение амплитуд векторов электрического и магнитного полей в процессе распространения ЭМ волны в 3-мерном пространстве.

Надо учесть, что приведённые (или любые другие) рисунки лишь приближенно и грубо описывают реальное рождение и распространение ЭМ волны, точное описание которых задаётся только уравнениями Максвелла. 

А теперь можно и ответить на вопрос о распространении ЭМ волны в вакууме. Именно в вакууме распространение ЭМ волны происходит с максимально возможной скоростью, предоставленной природой, c ≈ 300000 км/сек. Определяется это опять из уравнений Максвелла, где скорость света зависит от поляризационных свойств среды: c = 1/√(ε₀μ₀), где ε₀ и μ₀ − электрическая и магнитная проницаемости вакуума, определяющие его динамические поляризационные свойства. Дело в том, что любая среда (и ваше тело тоже) противодействует прохождению чего-либо постороннего сквозь неё. Исходя из квантовой физики, вакуум не является исключением. В среднем он нейтрален и пуст, но из принципа неопределенности следует, что в интервалах очень малых времен, Δt → 0, в вакууме рождаются и исчезают виртуальные пары заряженных частиц (е⁺е⁻), поляризующих вакуум на время Δt. Именно поляризационные свойства вакуума и определяют скорость света. Если бы поляризации вакуума не было бы вообще (ε₀=0, μ₀=0), скорость света была бы бесконечной. Если бы эта поляризация отличалась от известных на сегодня значений, то Вселенная была бы другой, и скорее всего нас не было бы там (см. Антропный принцип ). 

Как следует из уравнений Максвелла, движение ЭМ волны в веществе (воздух, вода, металл, плазма) происходит с меньшей скоростью, из-за дополнительных поляризационных свойств вещества (ε, μ), и равна: c = 1/√(εε₀μμ₀), где ε >1 и μ >1 — относительные электрическая и магнитная проницаемости вещества. Есть еще одна точка зрения, которая предполагает, что на самом деле скорость света в веществе остается постоянной (равной скорости в вакууме) и "видимое" уменьшение его значения, связано задержкой времени на переизлучения парциальных ЭМ волн зарядами (электронами, ионами) внутри вещества. Лично мне импонирует последняя интерпретация. Хочется чего-то постоянного в этой жизни.

<<Всякое изменение магнитного поля (B) порождает в окружающем пространстве вихревое электрическое поле (E)... Читать дальше
Эталон неудачи в жизни  · 18 сент 2017
Ну во-первых вакуум, даже в космосе не бывает идеальным, он может быть очень сильно разряженным, но не более того. Опустим этот момент. Вам интересно, как что-то может пробираться через ничто. Вы упускаете деталь, что электромагнитные волны есть возмущение электромагнитного поля. Это поле невидимо, и может существовать повсеместно. Мы не можем засечь это поле, мы можем... Читать далее

РазрЕженным, етить твою мать.

Первый
Волна - это взаимодействие частиц. Посмотрите на водную волну: есть частицы - вода, и есть взаимодействие между ними - волна. Электромагнитная волна - взаимодействие заряженных частиц (только диполей, через проводник волна не проходит, волна взаимодействует с проводником как с препятствием, проводник - это антенна, по ней волна бьёт - антенна работает); притяжение и... Читать далее
Первый
Вакуум не пустота, а плотная субстанция, материя это вихри этой субстанции. Волны это изменение плотности ее. Все вытекает из формул энергии через массу и через частоту. если энергия вращается она имеет массу, если движется значит меняет плотность.