Как происходит распространение радиоволн в пустоте?

4 Answers

1. 0 Votes 0 Votes  0 Votes

   Вот интерпретация двух из четырех уравнений Максвелла, которые определяют происхождение и распространение электромагнитной волны (ЭМ):
   * Любое изменение магнитного поля (B) вызывает вихревое электрическое поле (E) в окружающем пространстве, где силовые линии этого поля замкнуты.
   * Изменение электрического поля во времени порождает магнитное поле в окружающем пространстве.
   Приведена простая иллюстрация, демонстрирующая происхождение и распространение электромагнитной волны, где каждая пара векторов (Е, B) появляется одновременно, перпендикулярно друг другу и перпендикулярно направлению движения волны V.
   Ниже представлена более реалистичная 3D-картина эволюции и распространения электромагнитной волны, где магнитная компонента поля искусственно сдвинута вниз вдоль пунктирных линий, а желтая полоса является излучателем электрического поля (антенной).
   Этот рисунок иллюстрирует изменение амплитуд векторов электрического и магнитного полей в процессе распространения электромагнитной волны в трехмерном пространстве.
   Необходимо учесть, что представленные (или любые другие) рисунки лишь приближенно и грубо описывают реальный процесс возникновения и распространения электромагнитной волны. Точное описание задается только уравнениями Максвелла.
   Теперь можно ответить на вопрос о распространении электромагнитной волны в вакууме. Именно в вакууме электромагнитная волна распространяется с максимально возможной скоростью, предоставленной природой, c ≈ 300000 км/сек. Это определяется, снова, уравнениями 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 (включая ваше тело) противодействует прохождению чего-либо через нее. Согласно квантовой физике, вакуум не является исключением. В среднем он нейтрален и пуст, но принцип неопределенности гласит, что в кратчайшие промежутки времени, Δt → 0, в вакууме возникают и исчезают виртуальные пары заряженных частиц (e⁺e⁻), которые поляризуют вакуум на протяжении времени Δt. Именно поляризационные свойства вакуума определяют скорость света. Если бы вакуум не имел поляризации вообще (ε₀=0, μ₀=0), скорость света была бы бесконечной. Если бы эта поляризация отличалась от известных нам значений, Вселенная была бы иной, и, вероятнее всего, нас в ней не было бы (см. Антропный принцип).
   Как ясно из уравнений Максвелла, ЭМ волны в веществе (например, воздухе, воде, металле или плазме) движутся со скоростью, которая меньше, чем в вакууме, из-за дополнительных поляризационных свойств вещества (ε, μ). Скорость такой волны определяется формулой: c = 1/√(εε₀μμ₀), где ε >1 и μ >1 — это относительные электрическая и магнитная проницаемости вещества. Однако есть и другая точка зрения, согласно которой скорость света в веществе на самом деле остается постоянной, равной скорости в вакууме. «Видимое» уменьшение значения световой скорости связано с задержкой времени переизлучения парциальных ЭМ волн зарядами (например, электронами и ионами) внутри вещества. Лично мне нравится такая интерпретация. В этой жизни хочется иметь хоть что-то постоянное.

   - Дек 30, 2023 | Ответить

2. 0 Votes 0 Votes  0 Votes

   Начнем с того, что идеального вакуума нет в космосе или где-либо еще. Он может быть очень разреженным, но не более того. Но этот факт пусть будет незначительным. Возможно, вас интересует, как что-либо может проникнуть сквозь ничто. Но вы упускаете из виду то, что электромагнитные волны — это возмущения в электромагнитном поле. И это поле невидимо и может существовать везде. Мы не можем измерить само поле, но можем измерить только его волны. В космосе есть много объектов, способных возмущать электромагнитное поле. Вы, наверное, слышали о реликтовом излучении — микроволнах, оставшихся после Большого Взрыва, которые уже более 13 миллиардов лет продолжают свое путешествие по безбрежным просторам космоса. Так что можно сказать, что эти возмущения не так просто исчезают. Так что не удивительно, что мы обнаруживаем радиоволны там, где кажется, что ничего нет.

   - Янв 17, 2024 | Ответить

3. 0 Votes 0 Votes  0 Votes

   Вакуум – это не просто отсутствие вещества, а на самом деле плотная субстанция. Материя представляет собой вихри, образованные этой субстанцией. Волны являются следствием изменения плотности данной субстанции. Все эти явления объясняются формулами, связывающими энергию, массу и частоту. Если энергия начинает вращаться, то она приобретает массу, а если движется, то меняется ее плотность.

   - Янв 19, 2024 | Ответить

4. 0 Votes 0 Votes  0 Votes

   Радиоволны распространяются в вакууме путем электромагнитных колебаний электрического и магнитного поля. Когда электрический заряд движется вверх и вниз, он создает изменяющееся магнитное поле, которое в свою очередь создает изменяющееся электрическое поле. Взаимодействие этих полей формирует электромагнитную волну, которая распространяется вокруг источника. Ключевая особенность радиоволн заключается в их способности распространяться через вакуум без необходимости физической среды. Это позволяет радиоволнам достичь удаленных мест и использоваться для коммуникации и передачи информации на большие расстояния.

   - Фев 15, 2024 | Ответить