Электромагнитные волны
определения, описания и свойства

Общая теория взаимодействий

альтернатива квантовой механике и теории относительности

Электромагнитные волны, определения, описания и свойства

Электромагнитная волна - процесс распространения электромагнитного поля в пространстве. Электромагнитная волна представляет собой процесс последовательного, взаимосвязанного изменения векторов напряжённости электрического и магнитного полей, направленных перпендикулярно лучу распространения волны, при котором изменение электрического поля вызывает изменения магнитного поля, которые, в свою очередь, вызывают изменения электрического поля.

Взгляды современных учёных на процессы излучения, распространения и поглощения электромагнитных волн, частным случаем которых является свет, отличаются особым разнообразием и непоследовательностью. Спорить с этими взглядами мы не станем, а лишь приведём своё мнение по этому вопросу .
Отметим базисные положения, на которые мы будем опираться в новой теории возникновения, распространения и поглощения электромагнитных волн, как части общей теории взаимодействий. Эти базисные положения не противоречат принципу непрерывности. Они описаны на странице общая теория взаимодействий.

Определение волны. Волна (волновой процесс) - процесс распространения колебаний в сплошной среде. При распростаранении волны частицы среды не движутся вместе с волной, а колеблются около своих положений равновесия. Вместе с волной от частицы к частице среды передаются лишь состояния колебательного движения и его энергия. Поэтому основным свойством всех волн, независимо от их природы, является перенос энергии без переноса вещества (10)*

Смотрите, что произошло. Мы только привели определение волны, дающееся в учебнике, но уже можем отметить ошибочность некоторых основ современного представления о распространении электромагнитных волн.
      а) фотоны по определению не могут двигаться;
      б) среда распространения должна быть сплошной.
Оба пункта в Стандартной модели нарушались. И фотоны летели со скоростью света, и сплошной среды не просматривалось.
  2. Принцип Гюйгенса. Каждая точка среды, до которой доходит волна, служит центром вторичных волн, а огибающая этих волн даёт положение волнового фронта в следующий момент времени.
        Данный принцип усиливает подозрения в существовании сплошной непрерывной среды.
3.  Электромагнитные волны распространяются в вакууме со скоростью, не зависящей от скорости источника или приёмника излучения и равной c.
4.   Амплитуда колебаний всех электромагнитных волн одинакова, волны различаются лишь частотой (длинной волны) и фазой.

Теперь несколько рассуждений. Если среда распространения сплошная, следовательно, её непрерывно заполняют отдельные частицы. Такие частицы способны переносить электрическое поле, поэтому они должны нести в себе электрические заряды. Но частицы эти в целом нейтральны. Естественно предположить, что они являются диполями. Подведём итог.

Электромагнитные колебания передаются частицей, назовём её БИОН, из-за слишком большой смысловой нагруженности старого понятия фотон.

И чтобы не объяснять каждый раз, имеем ли мы в виду старое понятие или новое. Так вот, бион предсталяет собой элементарный диполь, передающий электромагнитные колебания посредством вращения. Все свойства электромагнитных волн можно описать определёнными видами вращений биона. Бион имеет форму шара (смотрите рисунок).

Бион - элементарный диполь, частица, передающая все виды физических взаимодействий Однако, в некоторых анимационных роликах, мы будем показывать бион, как два шарика. Это сделано с целью "облегчить" анимацию, в противном случае она (анимация), например, для неполяризованной электромагнитной волны, имела бы достаточно большую величину. Но вы никогда не должны забывать о сферической форме биона.

Линия распространения волны - луч света - пересекается полюсами биона после каждого полуоборота. Такое вращение одного из бионов, вызывает вращения соседних с ним бионов, и как следствие, волна имеет сферическую форму, но распространяется прямолинейно по всем направлениям.

Подробности устройства биона на странице строение физического вакуума.

Посмотрим, что нам даёт такое устройство биона, или опишем основы новой теории возникновения, распространения и поглощения электромагнитных колебаний.

1. Становится понятным и наглядным процесс излучения (начало вращения) и процесс поглощения (передача энергии вращения), в отличие от непонятного рождения фотона (причём на скорости света), и его исчезновения (также на скорости света). Откуда фотон мог знать, когда ему надо начинать рождаться и исчезать? Выныривание из моря Дирака также не подходит, выныривать то некуда, море Дирака везде.

2. Становится ясной физическая интерпретация частоты в формуле Планка. Она представляет собой частоту вращения биона. Сама постоянная Планка также обретает логическое определение, она есть энергия одного оборота биона.

3. Являясь носителем зарядов, бион, при своём вращении, создаёт магнитное поле, аналогично полю, создаваемому, допустим, кольцевым проводником с током.

4. Без дополнительных, и попутно заметим не законных ухищрений, которыми пользовался Френель, мы получаем объяснение прямолинейности распространения света. Вращения передаются по прямой в любых направлениях, не изменяясь. Для наглядности всё же приведём рисунок в качестве подтверждения и объяснения.

Объяснение прямолинейности распространения электромагнитных волн (света)

Вращение передаётся во всех направлениях, сохраняя при этом все свои характеристики. На рисунке приведена механическая ( не электрическая) аналогия. Начните вращать любой из шаров, и все остальные начнут вращаться также, с той же частотой, ведь все бионы одинаковы.

Метод зон Френеля.

Покажем незаконность использования способа предложенного Френелем.

Напомним, что для объяснения прямолинейности распространения света, в рамках волновой теории, Френель разбил волновую поверхность на кольцевые зоны. Метод зон Френеля, объясяющий прямолинейность распростанения света содержит логическую ошибку. Для того чтобы объяснить прямолинейность используют интерференцию света, которая уже использует закон прямолинейного распространения света.
При таком разбиении прямолинейность распространения света определяется выбором точки С₀, являющейся центром колец разбиения. То есть, чтобы доказать прямолинейность распространения света между точками И и П Френель выбрал точку , лежащую на прямой между ними. Естественно у него получилась прямолинейность.
Но, если точку выбрать в другом месте, или, если разбить волновую поверхность на зоны по-другому, то ничего подобного выводам Френеля мы не получим. Да, и используя для нахождения в точке П величины суммарной амплитуды колебаний интерференцию, Френель заведомо использует прямолинейность распространения света. Таким образом прямолинейнось подтверждает сама себя.

5. Также не представляет труда убедиться в независимости распространения двух различных колебаний (вращений). В случае, когда пересекаются два луча, картина будет выглядеть примерно следующим образом.
Для "облегчения" анимационного ролика, в нём, в качестве примера, использованы две поляризованные волны. В случае, если взаимодействующие электромагнитные волны будут иметь более сложный вид, свойства вращения биона, передающего два (или более) вида вращения, можно рассчитать, с использованием формулы суммы косинусов. Эти данные будут использованы на страницах дифракция и интерференция, описывающих соответствующие свойства электромагнитных волн.

6. Законы отражения и преломления сохраняют своё действие.

Возникновение электромагнитных волн.

Электромагнитные волны возникают всегда, когда в пространстве есть изменяющееся электрическое поле. Такое изменяющееся электрическое поле вызвано, чаще всего, перемещением заряженных частиц, и как частный случай такого перемещения, переменным электрическим током.

1. Первый случай возникновения излучения электромагнитной волны, покажем на примере ускоренного движения электрона. При движении пробного заряда сквозь бионы, последние будут поворачиваться в направлении движения заряда (смотрите анимацию). Если электрон станет двигаться с ускорением, то возникнет излучение электромагнитной волны.
Такая волна вызвана тем, что в определённый момент времени, синхронность поворота бионов нарушается, и один или несколько из них проворачиваются, создавая электромагнитную волну. Причина проворота бионов, во взаимном отталкивании одноименных полюсов.
Нажав правой кнопкой мыши на окно анимационного ролика, вы можете включить покадровое воспроизведение, и подробнее рассмотреть момент возникновения излучения электромагнитной волны. Эту процедуру (покадровое воспроизведение) можно осуществить для любого ролика размещённого на сайте.

Для нейтральной частицы, похожим образом можно показать возникновение волн Де Бройля, также имеющих место при движении частиц. Оно вызвано воздействием бионов окружающих частицу и вращающихся гравитационно, на бионы физического вакуума (или бионы, заполняющие пространство между молекулами газов). Картина будет более сложной, чем в случае заряженной частицы.

2.Второй случай возникновения излучения электромагнитных волн связан с движением электронов в атоме. В анимации показан край электрона, движение которого вызывает поворот ближайшего к нему биона. Этот бион передаёт энергию вращения, полученную от атома следующим, близь лежащим бионам, то есть возникает электромагнитная волна.(Отметим, что в нашей новой теории строения атомов, они (атомы), вращаются как одно целое (электроны жёстко связаны с ядром), в отличие от классического представления, когда любой из электронов движется вокруг ядра.
Но в этой анимации можно увидеть и другой, очень важный момент. Чтобы начал вращаться второй бион, первый должен изменить своё положение на некоторый угол, и лишь тогда возникнет вращение второго биона, вызванное электрическим отталкиванием одноимённо заряженых. Именно это объясняет конечность скорости света, к подробному объяснению которой, мы ниже и перейдём. Также, здесь просматривается намёк на объяснение значения спина электрона. Но об этом на странице, посвящённой строению атомов.
3. Третий случай возникновения электромагнитной волны реализуется, например, в излучательных антенах. Такое излучение достигается подачай на острие антены переменого тока. Электроны в прводнике движуться то вперёд, то назад, то есть с ускорением. А это в свою очередь приводит к излучению электромагнитных волн, свойства которых можно менть изменяя характеристики подаваемого на антену электромагнитного колебания.

Постоянство и конечность скорости распространения электромагнитных колебаний.

Постоянство скорости света вытекает из неизменности среды распространения волны (физического вакуума). Такое утверждение справедливо лишь для небольших, по асторономическим меркам, расстояний. Конечность скорости распространения электромагнитной волны является следствием подчинения закону сохранения энергии.

Можно провести аналогию со скоростью распространения звука в воде, которая также не зависит от скорости движения источника и приёмника. Но мы возьмём вакуум и покажем, что скорость света - это скорость распространения вращений бионов от одного к другому. Влияние источника и приёмника не может распространяться на то, с какой скоростью бионы передают вращение друг другу.

Предельная максимальность скорости света вытекает из математического свойства циклоиды, частным случаем которой является окружность. Так как циклоида является кривой наибыстрейшего спуска, иначе говоря, допустим, скатываясь по снежной горке, профиль которой выполнен в виде циклоиды (в нашем случае окружности, бионы ведь по определению покоятся, v=0), мы окажемся у основания горки быстрее, чем в случае любой другой её формы.

Сомнения - первый шаг к философии, сказал кто-то из великих. Предлагаю и вам усомниться в постоянстве скорости света. Хорошо известен факт изменения частоты электромагнитных колебаний при распространении света вблизи гравитационных масс (эксперимент Паунда и Ребке). То есть, фотон приближающийся к Земле увеличивает частоту, а удаляющийся от Земли уменьшает. Покажем для наглядности рисунок с пояснениями о том, что такое частота, длина волны и скорость распространения света.

Длина волны - расстояние между бионами, вращающимися в одинаковой фазе.

Скорость света - расстояние от первого вращающегося биона до того, который начнёт вращаться через секунду после первого, или длина волны при частоте равной одному обороту в секунду.

Не составляет труда понять, что скорость света, это скорость распространения вращения.
Рассмотрим подробно процесс распространения вращения бионов. Частота - количество оборотов биона за одну секунду. Если частота не изменяется, это значит бион, отмеченный на рисунке цифрой 1, вращается с той же частотой, что и бион, отмеченый цифрой 2. Если же на пути от первого биона до второго призошло изменение частоты вращения, то это означает, что бион номер 2 не будет вращаться в той же фазе, то есть не закончит целый оборот (если частота, допустим, уменьшилась). Но это значит только одно, что скорость передачи вращения (скорость света) уменьшилась.
Попробуем прикидочно оценить это изменение скорости. Для этого воспользуемся радиусом сильного взаимодействия, и будем считать, что расстояние между зарядами в диполе, являющемся бионом, равно этой величине. Тогда при изменении частоты допустим на 1 мегагерц, путь пройденный лучём света, уменьшится на 1000000 размеров биона, то есть на расстояние порядка десять в минус шестой сантиметра. Мы скорость распространения света не знаем с такой точностью, поэтому никакими приборами не сможем измерить и такое её изменение. Так что же, нет возможности установить, меняется скорость света или нет, спросите вы? Другое явление поможет нам в ответе на этот вопрос. А именно, дисперсия. Зависимость показателя преломления от частоты хорошо известна из опытов. Но показатель преломления означает изменение скорости распространения электромагнитных волн в данной среде. То есть, в тот самый момент, когда под действием гравитации изменяется частота электромагнитных колебаний, одновременно изменяется и скорость распространения волны.

Свойства электромагнитной волны.

Частота - количество оборотов биона в единицу времени.
Скорость света - скорость передачи вращений от одного биона к другому.
Фаза - расположение одного из полюсов биона относительно линии распространения электромагнитной волны.

Другие свойства электромагнитных волн описаны на страницах дифракция, интерференция, дисперсия света и поляризация света.

Электромагнитные волны - история открытия и интересные факты.

Всё окружающее нас пространство пронизано электромагнитным излучением. Солнце и звёзды, окружающие нас тела и Земля, антенны радиостанций и телефоны испускают электромагнитные волны, которые в зависимости от их частоты колебаний носят различные названия: радиоволны, инфракрасное излучение, видимый свет, рентгеновские лучи и лучи биополя.

Этот неиссякаемый источник энергии порождают колебания электрических зарядов атомов и молекул. Если заряд колеблется, то он движется с ускорением, а значит, излучает электромагнитные волны. Изменяющееся магнитное поле возбуждает вихревое электрическое поле, а оно, в свою очередь, возбуждает вихревое магнитное поле. Процесс захватывает одну точку пространства за другой.

Распространяющееся электромагнитное поле и называют электромагнитной волной.

Скорость распространения электромагнитной волны в вакууме С = 299 792 458 м/с. К такому выводу приводит теория электромагнитного поля, созданная в 60 годах 19 века Максвеллом, и описанная им в книге «Трактат об электричестве и магнетизме»(1873).
Лишь в конце 1880-х годов немецкий физик Г.Герц экспериментально доказал существование электромагнитных волн и исследовал некоторые их свойства.

Герц получал электромагнитное излучение с помощью вибратора - пары металлических стержней, разделённых небольшим воздушным пространством, на которые подавалось сильное электрическое напряжение. Электромагнитное излучение направлялось на большой металлический лист. Падающая и отражённая волна складывались, образуя стоячую волну.
По геометрическим размерам элементов вибратора и по расстоянию между излучающим и передающим вибраторами Герц и определил скорость распространения электромагнитной волны. Получилась величина равная скорости света. Это доказывало электромагнитную природу света.