Напряженности E и H – это физические величины, которые объективно существуют в природе. Но могут ли они существовать в действительности в виде волны? Если бы такие волны существовали, то мы могли бы произвести такие измерения Рис. 3.
Для этого бегущую волну надо превратить в стоячую волну путем отражения волны, например, от стенки ящика. Если расстояние между стенками ящика будет кратно нескольким длинам волн, то стоячая волна будет как на картинке. Помещая в точки 1-1, 2-2, 3-3 и так далее щупы от гальванометра можно было бы получить синусоидальное представление напряженности электрической составляющей волны E. Помещая между точками 4-4, 5-5 или в другие точки магнитной составляющей волны магнитную стрелочку и измеряя силу ее ориентации по направлению вектора Н, можно составить представление о форме магнитной составляющей волны. Но в действительности такие картинки полей получить не удастся. А что покажет гальванометр, если щупы будут расположены вне плоскостей распространения плоских волн? Ничего. А если что-то покажет, то это уже не плоская волна, а с каким-то объемом. Может быть тогда плоской волны нет? Ну хорошо давайте за вращаем векторы E и H вокруг оси X и получим круговую поляризацию. Тогда мы можем выйти из плоскости, но прибор должен срабатывать только тогда, когда эту точку будет проходить вектор, то есть прибор будет показывать импульсы.
Ученый верит, что фотон именно такая электромагнитная волна и изображает ее, вышеуказанным образом. Он верит, что электрическая напряженность определенной полярности переливается в соответствующую полярность магнитной напряженности. А магнитная напряженность переливается в электрическую напряженность другой полярности и так далее. Благодаря этому волна бежит в пространстве со скоростью света.
Мы попытаемся понять: как же может двигаться такая волна. Рассмотрим одну классическую волну Рис. 4.
В ней под синусоидой нарисованы стрелочки. Как можно представить их поступательное движение, если они не представлены никаким материальным носителем, а просто знаками Е и Н? А по сути дела это просто какие-то числа.
Я не буду мудрствовать лукаво, а просто заменю в волне абстрактные стрелочки живыми, то есть существующими в природе, полями: магнитным и электрическим.
В этом случае волна будет выглядеть так, как на рисунке 5.
Но и в этом случае есть излишества. В природе не существует вот этой огибающей синусоиды. Для нее нет материала, она просто символ формы поля.
Если бы волна существовала в природе действительности, то она должна быть такой. Без отдельной огибающей. Фактически есть только массивы полей. Рис. 6.
И как же эта волна может двигаться? Чтобы волна передвигалась надо, чтобы материальный ее носитель каким-нибудь образом передвигался вперед. Так как волну ничего не толкает, то мы будем считать, как и вся наука, что каждый элемент поля индуцирует определенный вид другого поля. С неизбежностью можно считать, что возникновение материального носителя индуцированного поля происходит за счет потери материального носителя индуцирующего поля. То есть одно поле, исчезая, превращается в другое. Построим несколько моделей таких превращений.
Вырежем в произвольном месте волны небольшой кусочек поля и проследим, как он может двигаться. Рис. 7.
Вот зеленая полоска электрического поля, уменьшаясь в размере, переливается (индуцирует) в синюю полоску магнитного положительного поля 1. Может ли зеленая полоска индуцировать магнитное поле в положения 2 или 3? Нет. Длина волны может быть разной, о чем зеленая полоска знать не может, поэтому она индуцирует поле вокруг себя.
Дальше синяя полоска магнитного поля, уменьшаясь, индуцирует отрицательное электрическое поле в виде желтой полоски (точно также, как зеленая переливалась в синюю), которая (желтая) индуцирует красную полоску, магнитное отрицательное поле, и так далее. В данной модели изменялись размеры полосок.
Во второй модели (рисунка нет) размеры полоски не изменяются, а индукция совершается за счет изменения концентрации полей в полосках. Обе эти модели плохи по многим причинам. И одна из них состоит в том, что эти движения не вписываются под изначальную синусоиду. В следующей модели попытаемся переливать целые волны.
Вот на этой картинке (Рис. 9) волны целиком переливаются друг в друга за счет изменения плотности материального носителя и, в результате этого, движутся вперед.
В цикле 1 субстрат электрического поля уменьшает свою плотность, индуцируя, увеличивающуюся плотность магнитного поля. В цикле 2 магнитное поле (синее) также индуцирует электрическое поле обратной полярности (желтое) и так далее.
Более наглядная картинка движения волны, это когда волна движется с изменением формы. Здесь хоть что-то похоже на волну. (Рис. 10).
Конечно это неказистые картинки и рассуждения, но они все-таки на много ближе к истинному положению вещей, нежели движение символов Е и Н или стрелочек, которое видятся Фейнману. Что можно на физическом уровне измерять, наблюдать и вообще как-то исследовать электромагнитную волну, представленную математическими символами? Ничего. Об этом еще в начале 20-го столетия рассказывал Ульянов. Подозреваю, что Фейнман об этом и не догадывался. Если вы мыслите в категории полей, то можете над ними работать. Над символами Е и Н тоже можно работать и работают, но это все равно что искать в стогу сена иголку, которой там нет.
В материальной категории мышления поиск истины также похож на поиск иголки в стогу сена, но в этом случае она там есть. Мы наблюдаем электромагнитные волны в виде полей, а в виде символов их представляют только верующие в эти символы. Несомненно, что поиск истины путь не простой. Какой недостаток в выше приведенных примерах? В них нет объема. В природе нет безразмерных объектов. Они существуют только в математическом мире. В математике точка без размеров, линия и плоскость без толщины. Как только в математике вы вводите объем, все уравнения уходят куда-то в бесконечность, в отрицательный или комплексный несуществующий в реальности мир. В категории физических полей объем напротив позволяет лучше понять сущность процессов. Попытаемся и мы ввести в наши рассуждения объем.
назад дальше