Продольные электромагнитные волны

Элементарные полевые формы материи
«Всякоевозмущение в пространстве распространяется со скоростью не выше скоростисвета.»
Основыфизики. Л.А.Грибов, Н.И.Прокофьев. 1995. С.300.
Волны — этораспространяющиеся возмущения, которые состоят из разноименных областей,например, уплотнений и разрежений или гребней и впадин.
«…состоит из чередующихся уплотнений и разрежений.»
Элементарныйучебник физики. Г.С.Лансберг. 1995. Т.3. С.99.
«Волнойназываются распространяющиеся в пространстве возмущения состояния вещества илиполя. Колебания вещества порождают упругую волну, а колебания электромагнитногополя — электромагнитную волну.»
Основыфизики. Б.М.Яворский, А.А.Пинский. 2000. Т.2. С.62.
Т.е. волны поопределению — это колебания материальной среды в виде вещества или поля.Представление, что волны могут распространяться в пустоте, без материальнойсреды — это идеализм, так же как, например, представление, что заряды могутвзаимодействовать без материального поля.
«Волны,изменения состояния среды (возмущения), распространяющиеся в этой среде инесущие с собой энергию.… Волны могут различаться по тому, как возмущенияориентированы относительно направления их распространения.»
Физическийэнциклопедический словарь. ВОЛНЫ.
Волныпредставляют распространяющиеся колебания, т.е. волны не могут распространятьсябез промежуточной материальной среды из вещества или поля, совершающейколебания. Волны состоят из волновых возмущений, обладающих энергией.Ориентация возмущений (областей возмущения) бывает продольная или поперечная.
Продольноориентированное возмущение (смещение):
   (-)(+)
Поперечноориентированное возмущение (смещение):
   (+)
   (-)
Направлениераспространения:
   --->
Знаками (+) и (-)обозначены разноименные области возмущения.
Электрическиетоки имеют продольную ориентацию электрических возмущений поля. Например,переменный электрический ток смещения между концами проводников (обкладкамиконденсатора) представляет распространение продольных электрических возмущенийполя. Также в волноводах могут распространяться волны как с поперечной, так и спродольной ориентацией электрических возмущений поля (TE, TM-волны). TM-волны — продольные электромагнитные волны, имеющие осевую симметрию относительнонаправления распространения, у них нет поляризации, как у поперечных волн,ориентация электрического смещения — продольная, ориентация линий магнитнойиндукции такая же, как у проводника с переменным током. Т.е. в волноводе,представляя продольную электромагнитную волну, течет переменный ток смещения — распространяются продольные электрические смещения поля. Движущиеся потокиэлектрического смещения поля (возмущения) измеряются в кулонах, а создаваемыйими ток электрического смещения — в амперах. Дискретность потоковэлектрического смещения поля проявляется как дискретность токов смещения.
«Потоксмещения, единица — кулон (СИ)»
Справочникпо физике. Б.М.Яворский, А.А.Детлаф. 1996. С.562.
«При этомтипе волны (TM-волна)… электрическое поле имеет продольную составляющую.»
Антенны.С.И.Надененко. 1959. С.456.
«…электрическое поле в поперечно-магнитной волне непоперечно.»
Фундаментальныйкурс физики. А.Д.Суханов. 1998. Т.2. С.646.
В TM-волнах(поперечно-магнитных волнах) всегда поперечны только линии магнитной индукции.Т.е. в TM-волне поток электрического смещения поля имеет продольную ориентацию,например, так же как у переменного тока проводимости, который представляетпродольные электромагнитные колебания — продольные электромагнитные волны.
«Распространениеэлектромагнитных колебаний происходит в виде электромагнитных волн.»
Физическаяэнциклопедия. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ КОЛЕБАНИЯ.
Продольныеэлектромагнитные волны могут быть в виде переменного тока проводимости или токасмещения, где длина волны зависит от частоты колебания. Любой электрическийток, согласно электродинамике, всегда замкнут. Поэтому продольныеэлектромагнитные волны всегда замкнуты независимо от того, представляют онипеременный электрический ток проводимости или смещения.
Продольныеэлектрические возмущения поля имеют продольную ориентацию электрическогосмещения, поперечные возмущения имеют только поперечную ориентациюэлектрического смещения. Электромагнитные волны (возмущения) — это распространяющиесяэлектрические смещения (переменные потоки электрического смещения поля — токисмещения). Скорость распространения продольных электромагнитных волн(переменного электрического тока) равна скорости распространения поперечныхэлектромагнитных волн (света). Для распространения поперечных электромагнитныхволн нужна диэлектрическая среда, для продольных — проводящая, например, попроводам могут бежать продольные электромагнитные волны, которые являютсязамкнутыми, так как ток, согласно законам электродинамики, всегда замкнут. Вдиэлектриках (вакууме) продольные электромагнитные волны могут распространятьсятолько в волноводах или между концами проводников, так как в свободномсостоянии они всегда являются замкнутыми, представляя замкнутые токи электрическогосмещения. Таким образом, диэлектрик является средой, где свободно могутраспространяться только поперечные электромагнитные волны, при этом не имеетзначения состояние диэлектрика — твердое, жидкое или газообразное. Можносказать, что проводник не пропускает (экранирует) поперечные электромагнитныеволны, а диэлектрик не пропускает продольные.
«…нельзя было понять причину отсутствия у света продольных составляющих.Электромагнитная теория света эту трудность устранила.»
Основыфизики. Б.М.Яворский, А.А.Пинский. 2000. Т.2. С.108.
Т.е.отсутствие у света продольных составляющих объясняется тем, что в диэлектрике(вакууме) могут распространяться только поперечные электромагнитные волны.
«С другойстороны, если световые волны — поперечны, то их носитель — эфир — долженобладать свойствами твердых тел. Попытка же наделить эфир свойствами твердоготела успеха не имела, так как эфир не оказывает заметного воздействия надвижущиеся в нем тела.»
Курсфизики. Т.И.Трофимова. 1998. С.318.
Электродинамикаустранила эти противоречия, доказав, что свет имеет электромагнитную природу.Электромагнитные волны — это не звуковые волны и для их распространения нетразницы, какое состояние среды — твердое, жидкое или газообразное — достаточно,чтобы среда обладала свойствами диэлектрика. Рассмотрение световых волн какэлектромагнитных возмущений, где вакуум представляет диэлектрик, позволилопонять их физическую сущность и тем самым отпала необходимость в твердой среде,так как диэлектрики существуют в любом состоянии.
«Диэлектрикамиявляются все газы (неионизированные), некоторые жидкости и твердые тела.»
Физическийэнциклопедический словарь. ДИЭЛЕКТРИКИ.
«… ввакууме и диэлектриках произвольные возмущения электромагнитного поляраспространяются в виде электромагнитной волны.»
Основыфизики. Б.М.Яворский, А.А.Пинский. 2000. Т.2. С.107.
Световыеволны по своей сути представляют электромагнитные возмущения диэлектрическойсреды. Скорость распространения возмущений зависит только от диэлектрической имагнитной проницаемостей среды.
«…скорость распространения электромагнитных волн — величина конечная. Онаопределяется электрическими и магнитными свойствами среды, в которойраспространяется электромагнитная волна… скорость распространенияэлектромагнитной волны в вакууме: c = (em)-1/2...»
Физика.В.Ф.Дмитриева. 2001. С.259.
«… e, m — проницаемости вакуума, ...»
Физическаяэнциклопедия. ИМПЕДАНС.
Скоростьсвета отражает свойство физического вакуума. Так как скорость света — это всеголишь показатель электромагнитной проницаемости среды и представляет скоростьраспространения электрических и магнитных потоков.
«Поэтому с- скорость электромагнитных волн в вакууме.»
Справочникпо физике. Б.М.Яворский, А.А.Детлаф. 1996. С.344.
Точнее,скорость электромагнитных волн в физическом (электродинамическом) вакууме, таккак в электромагнитной волне течет ток электрического смещения, который можеттечь только в диэлектрической среде (токи смещения материальны, обладаютмагнитной энергией и массой, так же как и любой электрический ток). Согласноэлектродинамике, вакуум обладает свойствами диэлектрика, что и позволяетиспользовать его для распространения поперечных электромагнитных волн.
Изменениепотока электрического смещения поля в диэлектрике (вакууме), например, находящемсямежду обкладками конденсатора, представляет ток смещения Iсм = dФe/dt.Ток смещения, возникающий между концами проводников, при определенных условияхможет начать распространяться самостоятельно в виде электромагнитных волн.
«…согласно Максвеллу, через конденсатор «протекают» токи смещения,причем в тех участках, где отсутствуют проводники.… на концах проводникаобрывается лишь ток проводимости, а в диэлектрике (вакууме) между концамипроводника имеется ток смещения, который замыкает ток проводимости.»
Курсфизики. Т.И.Трофимова. 1998. С.249.
Между концамипроводников электрический ток течет в виде тока смещения, так как вакуумобладает свойствами диэлектрика. Токи смещения могут существоватьсамостоятельно без токов проводимости, при этом они всегда замкнуты.
«Вметаллических проводниках имеются носители тока — электроны проводимости,которые могут под действием электрического поля перемещаться по всемупроводнику.»
Справочникпо физике. Б.М.Яворский, А.А.Детлаф. 1996. С.198.
Представимдва металлических шара, на одном из которых находится электрический заряд,образующий возмущение электрического поля. Если шары соединить проводником, товозникнет ток и электрическое возмущение поля распространится на другой шар.Без распространения возмущений поля нет тока, т.е. ток проводимости — этораспространение со скоростью света электрических возмущений поля,сопровождаемое перемещением заряженных частиц по проводнику. Ток смещения(вакуумный) — это распространение возмущений поля без перемещения заряженныхчастиц, т.е. распространяющиеся электрические смещения поля. Ток смещения,представляя изменение потока электрического смещения поля, распространяется соскоростью света, обладает магнитной энергией и является такой же физическойреальностью, как и поле. Например, если отключить напряжение с обкладокконденсатора в тот момент, когда между ними течет ток смещения, то,распространяясь со скоростью света как продольное возмущение поля, токсмещения, еще некоторое время продолжая течь, будет создавать на обкладкахконденсатора электрическую напряженность поля. Там, где есть токи смещенияполя, всегда присутствуют движущиеся (изменяющиеся) потоки электрическогосмещения поля, так как токи смещения — это распространяющиеся со скоростьюсвета изменения потоков смещения, т.е. распространяющиеся электрическиевозмущения поля. Таким образом, любой электрический ток — это движение(распространение) электрических потоков. Надо заметить, что может возникатьвзаимная нейтрализация при наложении движущихся электрических потоков(возмущений), тогда в пространстве наблюдается только ток смещения безэлектрической напряженности поля (аналогия: ток в сверхпроводнике, где такженет электрической напряженности поля). В природе ток смещения распространен неменьше, чем ток проводимости, например, ток смещения течет в электромагнитныхволнах.
«Токсмещения входит в Максвелла уравнения на равных правах с током, обусловленнымдвижением зарядов.»
Физическийэнциклопедический словарь. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК.
«…плотность тока смещения dD/dt складывается из «истинного» токасмещения edE/dtи тока поляризации dP/dt ...»
Электромагнетизм.И.Е.Иродов. 2000. С.286.
Правильнееназывать не «истинный» ток смещения, а «вакуумный» токсмещения, так как он течет в физическом вакууме, даже при полном отсутствиикакого-либо вещества.
«jсм= edE/dtназывается плотностью тока смещения в вакууме.»
Справочникпо физике. Б.М.Яворский, А.А.Детлаф. 1996. С.289.
«Наличиетоков смещения подтверждено экспериментально А.А.Эйхенвальдом, изучавшиммагнитное поле тока поляризации, который, как следует из (138.3), являетсячастью тока смещения.»
Курсфизики. Т.И.Трофимова. 1998. С.251.
Электрическийток смещения, так же как и ток проводимости, может быть постоянным (понаправлению) или переменным. Например, если в диэлектрике связанные зарядысмещаются сначала в одну, а потом в другую сторону — это переменный токсмещения. Если же связанные заряды одного знака, смещаясь, совершают круговоедвижение — это постоянный круговой электрический ток смещения, например, движениеэлектронов по атомным орбитам. Ток проводимости же создается свободнымиэлектронами, которые не связаны с атомами. Например, в диэлектриках могут течьтолько токи смещения, а токи проводимости отсутствуют. Электрические токивсегда замкнуты, т.е., если обрывается ток проводимости, то он замыкается токомсмещения, и наоборот, если обрывается ток смещения, то он замыкается токомпроводимости. Ток проводимости всегда сопровождается определенным токомсмещения, поэтому полный ток равен сумме тока проводимости и тока смещения. Токсмещения же может существовать без тока проводимости, представляя замкнутый токсмещения, например, в виде вихревого электрического поля. Токи смещения — этораспространение электрических возмущений поля, т.е. токи смещения всегдасвязаны с изменениями (колебаниями) поля. Свободные токи смещения (без токовпроводимости) всегда текут по замкнутым орбитам, на которых укладывается целоечисло длин волн колебаний поля. Например, в электромагнитных волнах эффективныйрадиус, по которому течет ток смещения: r = l/2p, где l — длина электромагнитной волны.
«Сумма жетока проводимости и тока смещения называется полным током. Его плотность jполн= j + dD/dt.… Токи проводимости, если они не замкнуты,замыкаются токами смещения.»
Электромагнетизм.И.Е.Иродов. 2000. С.284.
Токипроводимости и продольные токи смещения — это распространяющиеся продольноориентированные электрические возмущения поля. Поперечные электромагнитныеволны — это распространяющиеся поперечно ориентированные электрическиевозмущения поля. Например, с помощью антенн можно преобразовать продольныевозмущения в поперечные и наоборот, т.е. изменить ориентацию электрическогосмещения поля (изменить ориентацию потоков смещения поля). Электрическиевозмущения (потоки смещения) квантового поля всегда дискретны и кратныэлементарному электрическому заряду (кванту заряда), поэтому электрический токи электромагнитные волны всегда дискретны. Электрические возмущения бываютположительные, отрицательные или нейтральные, состоящие из двух разноименныхобластей возмущения. В зависимости от ориентации электрического смещения полявозмущение является продольным или поперечным.
Элементарнаячастица фотон (дискретная поперечная волна) — это поперечное возмущение,состоящее из двух разноименных областей возмущения в один квант заряда, гдепоток электрического смещения поля имеет поперечную ориентацию.
Продольныеэлектрические возмущения поля представляют токи, а ток, согласно законамэлектродинамики, всегда является замкнутым, поэтому продольные электромагнитныеволны существуют только в виде замкнутых токов смещения, которые такжедискретны, но, в отличие от поперечных волн — фотонов, могут покоиться (так какзамкнуты); они, как различные комбинации, образуют спектр остальныхэлементарных частиц. Например, электрон — это отрицательное электрическоевозмущение поля в один квант заряда, образующее замкнутый электрический токсмещения. На то, что микрочастицы представляют дискретные замкнутые токи(волны), указывают также экспериментальные факты.
«…замкнутые токи и связанные с ними магнитные моменты.»
Физическаяэнциклопедия. МАГНЕТИЗМ МИКРОЧАСТИЦ.
«… вэкспериментах по рассеянию нейтронов в неоднородном магнитном поле былопоказано, что их магнитный дипольный момент имеет токовую, а не монопольнуюприроду: нейтроны движутся под действием силы, характерной для рамки сэлектрическим током ...»
Физическаяэнциклопедия. ЭЛЕКТРОДИНАМИКА.
Такимобразом, экспериментально установлено, что внутри элементарных частицсуществуют замкнутые электрические токи, т.е. распространяются электрическиевозмущения поля, представляющие замкнутые токи смещения, которые могутсоздавать магнитные моменты. Магнитное поле — это движущийся электрическийпоток B = m0[vD]. Зная магнитный момент, можно вычислить эффективныйрадиус замкнутого тока смещения, например, в электроне:
Re= 2Me/ec = 3.9·10-13 м,
где Me — магнитный момент электрона, e — элементарный электрический поток (заряд), c — скорость электрического тока смещения (скорость движения электрическогопотока), где сила тока смещения:
Ie= ec/2pRe = 19.8 А.
«Максвеллприписал току смещения лишь одно — способность создавать в окружающемпространстве магнитное поле.»
Курсфизики. Т.И.Трофимова. 1998. С.250.
«…нуклоны обладают сложной внутренней структурой, т.е. внутри них существуютэлектрические токи, ...»
Физическийэнциклопедический словарь. НЕЙТРОН.
«…элементарные частицы материи по своей природе представляют собой не что иное,как сгущения электромагнитного поля, ...»
А.Эйнштейн.Собрание научных трудов. М.: Наука. 1965. Т.1. С.689.
То, чтоэлементарные частицы имеют электромагнитную природу, было теоретическипредсказано еще в начале прошлого века. Это вытекает из соотношения m = e0m0W, где e0 — электрическая постоянная, m0-магнитная постоянная, т.е. масса представляет электромагнитную энергию поля.Таким образом, любая энергия материальна и обладает полевой массой. Например,кинетическая энергия представляет волновые возмущения поля.
«Полнаяэнергия света — это чисто кинетическая энергия, ...»
Фундаментальныйкурс физики. А.Д.Суханов. 1996. Т.1. С.121.
Т.е.электромагнитные волны представляют кинетическую энергию, которая, согласно m =e0m0W, обладает полевой массой.
Согласносовременной теории поля, частицы материи — это возбужденные состояния, но никтодаже не попытался построить полевые модели элементарных частиц. Надо заметить,что аналогичная ситуация была с теорией поля Максвелла, когда, предсказавэлектромагнитные волны, он даже не попытался получить их экспериментально, хотяэто не представляло особой сложности (что может быть проще вибратора Герца). Насегодня экспериментально установлены почти все основные свойства ихарактеристики элементарных частиц, а также хорошо изучены свойства полей.Элементарные частицы — это те же самые поля, только возбужденные, т.е. прижелании без проблем можно представить полевые модели частиц в виде возбужденныхсостояний поля и сравнить, насколько свойства моделей совпадают сэкспериментальными данными. Видимо, время еще не пришло для того, чтобыпредпринимались хотя бы попытки сделать это.
«СамМаксвелл не предпринимал попыток получить электромагнитные волны на опыте, хотяон и был не только величайшим теоретиком, но и первокласснымэкспериментатором.»
Общий курсфизики. Электричество. Д.В.Сивухин. 1996. Т.3. Ч.2. С.18.
«Связьмассы и энергии. Первый вклад в этот вопрос внес Ф.Хазенерль, открывшийсоотношение между массой и энергией электромагнитного излучения. На основанииформул релятивистской механики А.Эйнштейн логическим путем вывел аналогичноесоотношение между механической массой и механической энергией, ...»
Математическаяфизика. Энциклопедия. РЕЛЯТИВИСТСКИЙ ЭФФЕКТ.
«Понятиеэлектромагнитного импульса было введено Максом Абрагамом еще до возникновениятеории относительности.»
Общий курсфизики. Электричество. Д.В.Сивухин. 1996. Т.3. Ч.2. С.24.
«Существованиеимпульса электромагнитного поля впервые было экспериментально обнаружено вопытах П.Н.Лебедева по измерению давления света (1899 — 1901).»
Физическийэнциклопедический словарь. МАКСВЕЛЛА УРАВНЕНИЯ.
«Импульсэлектромагнитного поля p = W/c,… получим p = mc = W/c, откуда W = mc2.Это соотношение между массой и энергией электромагнитного поля являетсяуниверсальным законом природы.»
Курсфизики. Т.И.Трофимова. 1998. С.301.
Т.е. выводэлектродинамического соотношения W = mc2 между массой и энергией вэлектромагнитной волне не связан с теорией относительности, так как вытекает изэлектродинамики и был выведен, а также экспериментально проверен еще довозникновения теории относительности. Скорость распространения электромагнитныхволн зависит от свойств диэлектрика, его диэлектрической и магнитнойпроницаемостей, поэтому соотношение также имеет материальный вид m = e0m0W, где масса представляет электромагнитную энергиюполя и определяется через диэлектрическую и магнитную проницаемости физическоговакуума.
«… e, m — проницаемости вакуума, ...»
Физическаяэнциклопедия. ИМПЕДАНС.
«… длявакуума: D = eE,где e — электрическая проницаемость вакуума ...»
Физическаяэнциклопедия. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ.
Взаимопревращенияэлементарных частиц («сгустков электромагнитной энергии») — этопереход одной формы электромагнитной энергии в другую, т.е. различные формыматерии — это различные формы электромагнитной энергии, поэтому соотношение W =mc2 (W = m/e0m0, m = e0m0W) междуэлектромагнитной энергией и массой является универсальным законом природы.
«…электромагнитный процесс превращения электрона и его античастицы — позитронапри их столкновении в электромагнитное излучение.… материя в этом процессене уничтожается, а лишь превращается из одной формы в другую.»
Физическийэнциклопедический словарь. АННИГИЛЯЦИЯ ПАРЫ.
В данномэлектромагнитном процессе наблюдается превращение продольных электромагнитныхволн в поперечные — потоки электрического смещения поля изменяют своюориентацию с продольной на поперечную, т.е. одни электромагнитные частицыпревращаются в другие электромагнитные частицы. Электрон имеет электрическое имагнитное поля, его спин рассчитывается через электромагнитные постоянные каккруговое движение замкнутой продольной электромагнитной волны J = eФ0/2p, где e — квант электрического заряда, Ф0 — квант магнитногопотока. Комптоновская длина волны l = 2eФ0/mc и радиус r = eФ0/pmc = 3.9·10-13 м, т.е. все свойства указывают наэлектромагнитную природу электрона.
«Энергияне возникает из ничего и не исчезает, она может только переходить из однойформы в другую.… Энергия покоя может переходить в другие виды энергии припревращениях частиц.»
Физическийэнциклопедический словарь. ЭНЕРГИЯ.
«… СТОсоздала предпосылки для того, чтобы считать электромагнитное излучение одной изформ материи, а световые кванты — реальными элементарными частицами.»
Физическийэнциклопедический словарь. ФОТОН.
«В такомподходе частицы выступают как возбужденные состояния системы (поля).»
Физическаяэнциклопедия. КОРПУСКУЛЯРНО-ВОЛНОВОЙ ДУАЛИЗМ.
Все частицыматерии, а не только фотоны, представляют электромагнитные волны (возмущенияполя) и, как возбужденные состояния поля, обладают волновыми свойствами.Взаимопревращение элементарных частиц — это взаимопревращение электромагнитныхволн, т.е. взаимопревращение полевых форм электромагнитной материи, которыеобладают электромагнитной массой m = e0m0W.
«Сквантовой точки зрения элементарные возбуждения электромагнитного поля обладаютвсеми свойствами частиц.»
Курсфизики. А.А.Детлаф, Б.М.Яворский. 2000. С.646.
«Итак,экспериментально было доказано существование особых электромагнитных квантов,или фотонов, как их впоследствии назвали.»
Квантоваяфизика. И.Е.Иродов. 2001. С.22.
Элементарныевозбуждения поля представляют электромагнитные кванты, где дискретны не толькоэнергия и импульс, а также электрический поток, магнитный поток и ток смещения.
Любыевозмущения поля являются материальными образованиями — обладают энергией (массой),а так как они дискретны, то их можно рассматривать как частицы материи.
Электромагнитныекванты (порции) с продольной или поперечной ориентацией возмущений являютсяустойчивыми образованиями за счет неделимости дискретных областей возмущения водин квант заряда. Дискретность возмущений является проявлением корпускулярныхсвойств поля.
«… опытпоказывает,… у поля выявляются корпускулярные свойства, ...»
Физическаяэнциклопедия. ПОЛЯ ФИЗИЧЕСКИЕ.
Т.е. поледискретно — состоит из квантов. Дискретная положительная область электрическоговозмущения поля условно имеет избыток в один квант заряда, отрицательная — недостаток. Если где-то возникает область с избытком, то обязательно возникаети область с недостатком — дырка, тем самым выполняется закон сохранения заряда.Смещение квантов приводит к образованию разноименных областей возмущения поля,поэтому возмущения всегда связаны с токами смещения, т.е. электрическоесмещение связано со смещением квантов поля. Процесс смещения квантов поляпредставляет ток электрического смещения как движущийся поток квантов поля.Согласно электродинамике, электрическое смещение (поляризованность диэлектрика)- это относительное смещение положительных и отрицательных электрическихзарядов в электрически нейтральной среде Кл/м2. Электрическоесмещение поля не распространяется мгновенно, изменения поля происходятпоследовательно от точки к точке (от кванта к кванту), в каждой следующей точкеполевого пространства происходит смещение квантов поля, представляя токэлектрического смещения. Электрическое смещение в виде вихревого электрическогополя может распространяться самостоятельно, представляя электромагнитную волну,например, фотон — это распространяющееся поперечное смещение в один квант поля(заряда).
«Взаимодействиепри этом передается постепенно, от точки к точке, в таком измененномпространстве.»
Физическаяэнциклопедия. ПОЛЯ ФИЗИЧЕСКИЕ.
Т.е.изменение полевого пространства происходит последовательно.
Согласнотеории электромагнитного поля Максвелла, лежащей в основе электродинамики,электродинамический вакуум (полевое пространство) состоит из связанныхэлектрических зарядов, т.е. с точки зрения электродинамики электрический токсмещения — это обычный ток поляризации (существование токов смещенияподтверждено экспериментально). Любой ток — это кулоны в секунду (Кл/с), т.е.ток электрического смещения — это смещение количества электричества в видесвязанных заряженных частиц в веществе или квантов поля в физическом вакууме.
«Дляобоснования добавочного члена в уравнении Максвелл постулировал аналогию междудиэлектрической и механической упругой средами. Согласно этой аналогии, поддействием приложенного электрического поля в диэлектрической среде происходитэлектрическое смещение (т.е. относительное смещение положительных иотрицательных электрических зарядов в электрически нейтральной среде),пропорциональное приложенному полю. Изменение во времени этого смещенияпредставляет собой такой же электрический ток, как и ток проводимости.»
Физическаяэнциклопедия. СМЕЩЕНИЯ ТОК.
«Поляризованность,электрическое смещение — единица Кл/м2»
Справочникпо физике. Б.М.Яворский, А.А.Детлаф. 1996. С.562.
«Этотэффект аналогичен поляризации диэлектрической среды внесенным в нее зарядом,что и обусловлено названием явления.»
Физическийэнциклопедический словарь. ПОЛЯРИЗАЦИЯ ВАКУУМА.
Поляризованностьвакуума — единица Кл/м2. Любая поляризация представляетэлектрическое смещение заряженных частиц или квантов поля.
Вакуумявляется диэлектрической средой, т.е. кванты, смещаясь, находятся в связанномсостоянии, поэтому могут распространяться поперечные возмущения поля, а токивсегда замкнуты. То, что вакуум является диэлектриком и в нем, так же как токиполяризации, могут течь токи электрического смещения, — это экспериментальныйфакт.
Согласно законамэлектродинамики, токи текут только по замкнутому пути, т.е. замкнутость — формасуществования тока.
«Полныйток, равный сумме тока смещения и тока проводимости, всегда являетсязамкнутым.»
Физическийэнциклопедический словарь. МАКСВЕЛЛА УРАВНЕНИЯ.
Т.е. являетсязамкнутым, даже если имеется только ток смещения (без тока проводимости),например, в виде вихревого электрического поля. Все известные экспериментальныефакты, где ток смещения наблюдается в свободном состоянии (без токапроводимости), подтверждают, что в свободном состоянии ток смещения всегдазамкнут, т.е. течет по замкнутому кругу. При этом токи смещения всегда текут поорбитам, на которых укладывается целое число длин волн возмущений поля.Например, в поперечной электромагнитной волне эффективный радиус, по которомутечет замкнутый электрический ток смещения: r = l/2p, где l — длина электромагнитной волны, т.е. орбита равнадлине волны. Или другой пример: ток электрического смещения электронов в атоме,где также на орбитах всегда укладывается целое число длин волн возмущений поля(боровские орбиты), что, согласно принципу Гюйгенса, не создает излучения — парциальные волны, интерферируя, полностью гасят друг друга.
Любойпеременный ток представляет волну, поэтому его надо рассматривать с учетомволновых свойств. Например, продольные переменные токи смещения представляютпродольные электромагнитные волны. Токи всегда стремятся течь по кратчайшемупути, поэтому продольные электромагнитные волны замкнуты по минимуму — орбитаравна длине волны (исключением является распространение продольныхэлектромагнитных волн — TM-волн в волноводах). Замкнутость продольныхэлектромагнитных волн не позволяет использовать их в радиосвязи.
Список литературы
Дляподготовки данной работы были использованы материалы с сайта www.comail.ru:8081/