Каких только споров не возникает, когда речь заходит о волне. И что только не подразумевается под этим красивым, волнующим словом. И морские путешествия, и окраска щек любимой девушки, когда тебе удалось сказать особо красивый комплимент, а иногда и боль, возникшая при неожиданном ударе локтем и прокатившаяся от локтя до самого затылка.
Мы поговорим об электромагнитной волне. Никто ее не видел, не щупал, не ощущал какими-либо органами чувств. Но радио работает, солнышко светит, и мы считаем, что это заслуга электромагнитных волн. Поскольку заголовок статьи обещает рассмотреть эту волну в гипотетическом одномерном мире, где имеется в наличии только одна пространственная координата – ось Х, по которой могут перемещаться все: физические тела, имеющие только протяженность, напряженности различных полей: гравитации, электричества, магнетизма, фантазии и еще, еще, еще чего-нибудь.
В отличии от Эйнштейна и других сторонников теорий относительности, для автора время – это не ось в многомерном пространстве, а абсолютно независимый параметр, действующий независимо от числа размерностей нашего пространства. Можете считать, что одномерное пространство превращается в двумерное, так как вводится еще один параметр – время, но это только прием для иллюстрации процессов на графиках. Точно также можно считать, что напряженность электрического или магнитного полей тоже является осью пространства, ведь можно отложить ось напряженности перпендикулярно оси X, построить график напряженности поля и объявить, что пространство двумерное (а если добавить время, пространство станет трехмерным). Надеюсь, таким словоблудием читатели и комментаторы заниматься не будут.
Для наглядности изобразим распределение напряженности электрического поля вдоль оси Х одномерного пространства. А чтобы не вызывать криков «Ага, у вас появилась вторая ось!» величину напряженности обозначим цветом точки в соответствии со шкалой:
Напряженность поля в одномерном пространстве может выглядеть так
А теперь изобразим эту же напряженность в привычном нам плоском виде, где по горизонтальной оси отложим то самое одномерное пространство Х, а по вертикальной оси – напряженность электрического поля. Наша привычная синусоида
Пространство по-прежнему одномерное, а вот развертка выполнена как по пространственной координате Х, так и по напряженности Е. Если собрать такие графики для каждой единицы времени, и совместить их, накладывая друг на друга, мы получим «объемное» отображение движения синусоиды вдоль одной единственной пространственной координаты X.
А теперь, когда волна в одномерном пространстве приобрела вполне приличный вид, давайте вспомним квантовую физику, любезно предоставленную https://online.mephi.ru/courses/physics/atomic_physics/data/course/2/2.1.html.
Энергия одного кванта электромагнитной волны равна произведению некоей константы на частоту. Сразу же прочтем еще одну цитату из следующего раздела той же публикации https://online.mephi.ru/courses/physics/atomic_physics/data/course/2/2.2.html.
Итак, для одномерного пространства длина одного кванта электромагнитной волны с любой частотой будет равна расстоянию, которое свет пролетает за принятую единицу времени. Именно такой логики придерживается автор Anj68, в своих статьях «О загадке Планка, которую почему-то никто не разгадывает».
А если рядом с нашей осью Х провести параллельно еще одну ось Х1 и по ней пустить точно такую же синусоиду, то суммарная энергия, выделяемая двумя волнами, будет тоже двойная. То есть для выделения одного кванта понадобится вдвое меньшее расстояние. Далее можно увеличивать количество осей вплоть до числа, равного частоте волны. Тогда на выделение одного кванта понадобится одна длина волны. Причем располагать одномерные оси в нашем трехмерном пространстве можно в несколько слоев.
Остался один вопрос. Какое расстояние должно быть между осями? Наверное, ответа на этот вопрос не будет. Ведь «линия – это то, что не имеет ширины и высоты». Поэтому можно взять 1 микрон, а можно 1 нанометр, но если очень хочется, то и фемтометр брать никто не запрещает. Главное, чтобы энергия волны, которую вы изучаете, успела без потерь перенестись в тот приемник, что избран вами в качестве мишени.
Спасибо, что дочитали статью до конца.