Мы часто слышим о так называемых электромагнитных волнах, особом виде материи, который ответственен за радиосвязь, wi-fi и даже ток, бегущий по проводам. В большинстве случаев, такие волны нельзя увидеть, если это не свет - он просто является отдельным видом электромагнитного излучения. Тогда как же можно описать этот незримый феномен? Откуда он берётся? Есть ли у волн какая-то скрытая природа, о которой мы не знаем?В физике существуют уравнения Максвелла, которые дают ответ сразу на все эти вопросы, но я не буду сейчас пускаться в длительный процесс вывода формул. Формулы хороши в профессиональной науке или любой точной работе, ибо они фактически в крайне ёмком виде содержат очень много информации о явлении. Попробуем обойтись без них, ведь в конечном счёте важно понимать окружающий мир, а математически описывать его не всегда обязательно.
Итак, электромагнитная волна появляется благодаря наличию электрического заряда. Самым наименьшим, притом отрицательным, зарядом обладает частица под названием электрон. Вокруг электрона образуется электростатическое поле, занимающее пространство, в котором ощущается действие заряда. Размер поля можно считать бесконечным, хотя чем дальше от источника заряда, тем меньше его действие и на каком-то расстоянии оно почти равно нулю.
Когда электрон стоит на месте, его собственное поле покоится. Пусть в какой-то момент времени появилась некоторая сила, которая перетащила частицу. Поле устремилось вслед за своим источником, но не полностью. Представьте простынь, которую вы поднимаете за центр - её поверхность будет подтягиваться вверх не одновременно. Так же и поле, его участки постепенно начнут двигаться, догоняя частицу. Если же затем вернуть электрон в исходное положение, поле потянется назад за источником и мы увидим полноценное колебательное движение, возникнет волна.
Как быстро распространяются такие колебания? Опыты уже давно показали, что с предельно возможной в природе скоростью, скоростью света. А меняющееся электрическое поле всегда создаёт магнитное, значит в результате описанного процесса мы имеем волну с электрической и магнитной составляющей. К сожалению, или к счастью, разделить их просто невозможно, это единое целое.
А теперь необходимое послесловие для тех, кто в теме. В данном описании я сделал несколько допущений и кое-что не упоминал для простоты понимания. Электростатическое поле действует вдоль определённых линий, которые называются линиями напряжённости. В конечном счёте, именно их колебания из-за перемещения заряда и можно считать волнами. Далее, правильнее было бы сказать, что изменение электрического поля приводит к появлению в окружающем пространстве вихревого магнитного поля, а скорость распространения волны зависит от электрической и магнитной проницаемости (что и показал Максвелл). Но это могло лишь запутать читателя.
Было интересно? Посмотрите другие материалы канала и подпишитесь. А ещё я пишу книги про физику и астрономию, можете ознакомиться и совершенно бесплатно скачать одну из них
Изображение в статье Asimina Nteliou
Дорогие борцы со всемирным научным заговором и эмоционально несдержанные читатели, ваши комментарии могут удаляться. Помните об этом :-)