Полёт радиоволны в пустоте

Это в случае когда ЧТО ТО распостраняется с конечной скоростью- как правило это скорость света.
Когда мы видим что предположенная сила сразу есть везде то её скорость по моим меркам бесконечно огромная- если слово скорость тут уместно- это как рыболовная сеть тянешь за одну ячейку с карасём и тянется сразу вся сеть ибо она едина....
Так и сила раз она есть везде то...это и есть своего рода сеть из силы и задержки типа 300000км.с.- это ...как то не получается...

.
Это ...понять ...- как это понять складывается информация- что это?

 

с точки зрения силы она и распространяется мгновенно, с бесконечной скоростью. вот я пролетаю с огромной скоростью мимо земли и вижу фонарик на ней зажгли, через микросекунду (по моему мнению) долетаю до альфа центавра а там этот фонарик тоже только что увидели. почти мгновенно то есть, а не через годы. а вот другие _видят_ все совсем по другому. очень хитро получается устроено время, отсюда и эффект полета для мгновенного явления

пришла информация что слева только что (а с другой точки зрения давно) родился заряд и давит вправо, но одновременно пришла информация о том что и справа только что родился заряд и давит влево. вот и давят обе силы так, что в сумме никакого давления и не получается. до нуля сложились

 

Сейчас читаю Парселла (спасибо за наводку!). Не всё осознал, но вынужден вклиниться.
1.Заряд, его поле и сила, действующая на пробный заряд.
Я не могу согласиться с моделью ПУСТОГО пространства, по которому "летит" воздействующая на пробный заряд сила. Совершенно непонятно, как это возможно без существования материального промежуточного звена между зарядом и пробным зарядом. Термин "дальнодействие" - это для зубрящего студента.
Мне более импонирует другая модель, которая часто изображается на рисунках в учебниках. Пространство в ней изображается в виде горизонтальной тонкой упругой плёнки. Появление заряда прогибает эту плёнку вверх/вниз. Пробные заряды в зависимости от знака заряда то ли притягиваются в воронку, то ли катятся по склону деформированного пространства.
Здесь понятно происхождение силы, действующей на пробный заряд. Понятно, что ЭМВ - это колебание пространства... В общем, это лучше, чем ничего. А именно, уравнения, не раскрывающие физический механизм образования ЭМВ.
2.Сейчас читаю (бегло) образование магнитного поля из электрического. Не могли бы Вы изложить ваше понимание этого механизма?

 

а как это возможно с существованием материального промежуточного звена разве понятно? есть какой-то привычный пример где бы сила передавалась через материальное промежуточное звено?

ну эти картинки лишь очень хорошее изображение связи между _аналогами_ понятий "силы", "поля" и "потенциала".
сила (горизонтальная) - вес шарика, помноженный на тангенс угла наклона поверхности
поле - тангенс угла наклона, то есть обезличенная сила, отвязанная от конкретного шарика
потенциал - высота поверхности относительно произвольно выбранного нуля, интеграл от поля. то есть сила отвязанная не только от объекта приложения, но и от трассы движения. взяли перепад высот (разницу потенциалов) и пофиг по какой трассе шарик с одной высоты на другую попал. умножаем на вес шарика и получаем сразу работу. без нудного интегрирования сил по всей трассе. удобно. опять же понятно почему не всегда тело обязательно имеет тенденцию двигаться из точки с большим в точку с меньшим потенциалом. иногда для этого нужно и работу совершить, которая правда позже вернется сторицей

но в этой картинке-аналоге опять же не просто так все катается, а действует все та же сила гравитации, дальнодействующая.

вот для меня это совершенно неочевидно. есть сила действующая между статично расположенными зарядам на расстоянии, еще до их ускоренного движения и появления волн. сам по себе фундаментальное явление, не раскладывающееся на составные части, по крайней мере в рамках классической физики. ввести "колебания пространства" - значит ввести _еще_ одно новое отдельное фундаментальное явление. а зачем? потому-что "я не понимаю как волна движется в пустоте"? а как статичная сила в пустоте действует, разве понятно? зачем два непонятных явление если второе можно объяснить через первое и останется одно

магнитное поле, то есть описание силы лоренца - это то как выглядит сила кулона, искаженная релятивистскими эффектами. лучше чем написано у парсела я деталей не расскажу. строгое математическое доказательство что сила кулона+постоянная скорость света = сила кулона + сила лоренца есть у ландау, но совершенно не образно, без картинок, да и за пределами моих познаний в математике. парселл же пытается именно нарисовать как они искажаются. как комбинируются силы при параллельном движении зарядов, как при движении под углом, какой один заряд "видит" силу кулона со стороны второго в движении. то есть посмотреть как они искажаются можно посмотреть у парсела, а при сомнениях почему искажаются именно так а не иначе - доказательства у ландау

 

пришла информация что...

Как она пришла и что ЭТО такое?

 

да никак, просто появилась. как телу пришла информация что прошла микросекунда и поэтому ему нужно сделать что-то, что ему положено делать за микросекунду?

я считаю принципиально неверной формулировку "звезда уже взорвалась, а мы до сих пор видим лятящий от нее свет". не взорвалась она вообще и мы видим свет потому-что она не взорвалась, а все еще жива и светит. не может быть никаких "уже", "сейчас", "одновременно" между нами

 

Так, вроде разобрался. Надо время, чтобы факты сложились в систему.
А что Вы скажите о конденсаторных антеннах? Там вроде расстояния ускоренного движения зарядов в проводниках малы в сравнении с длиной излучаемой ЭМВ. Могут ли в этом случае вместо токов проводимости "рулить" токи смещения?

 

тут точто также _можно_ посчитать чисто через движение зарядов и ток смещения не учитывать. но в данном случае это куда сложнее из за замысловатых траекторий заряда, которые притекают на обкладку а потом заворачивают и растекаются по поверхности. этот приток-отток и формирует ток смещения в зазоре, если считать и его то получится двойной счет. но _удобнее_ в данном случае считать именно через ток смещения (а значит и магнитное поле), потому-что он то как раз получается довольно однородным. или заменить ток смещения на фиктивное эквивалентное движение зарядов

 

nky
Если что не так, подправьте.
Итак, силовые линии поля заряда, движущегося с ускорением (замедлением) групируются вдоль линии движения заряда. Дальний аналог - волна от ускоренно движущейся моторной лодки. При этом напряженность поля по линии, перпендикулярной линии движения заряда, спадает быстрее, чем 1/r^2. Соответствующую картинку из Парселла Вы приводили ранее.
Силовые линии магнитного поля (которого нет) перпендикулярны направлению движения заряда. Т.е. электрическое и магнитное поле распространяется в перпендикулярных плоскостях. Из этого очевидно, что Вы правы, когда говорите, что ЭМполе излучается непосредственно антенной, а не формируется где-то в дальней зоне.

У этой радостной картинки есть места, которые мне не совсем понятны.
1.Я нигде не встречал, что напряженность магнитного поля может спадать быстрее, чем 1/r^2. Ну, если его не существует, а существует только ЭП, то и бог с ним. 1/r и баста.
2. А какой частотой излучается ЭМП движущимся зарядом? От чего зависит эта частота?
3. Здесь <a class="postlink" href="http://dxdy.ru/topic5835.html" onclick="window.open(this.href);return false;">http://dxdy.ru/topic5835.html</a> на примере радиоламп по моему вполне обоснованно подвергается сомнению эффект излучения ЭМП зарядом. Впечатление что одного разгона и торможения заряда недостаточно. Нужно чтобы он ещё периодически менял направление движения на противоположное.
Что скажите?

 

вдоль вектора _ускорения_. скажем для заряда, двигающегося по окружности - параллельно радиусу

как это? а в волне? в волне амплитуда И электрического И магнитного спадете как 1/r, а вот амплитуда мощности (их произведения) как 1/r^2

не движущимся а ускоряющимся. при постоянном ускорении частота нулевая, поле постоянно. считайте что это горизонтальная полка прямоугольного импульса, когда то ведь придется прекратить ускорение или сменить его направление. не может же ток нарастать до бесконечности

у лампы получается же два источника противофазного поля. один на этапе разгона, а второй на этапе резкого торможения на аноде. они друг друга и гасят. по той же причине не излучает кольцо с током, хотя единственный заряд по окружности - очень даже неплохо

 

Принято.

Это же уже не магнитное, а ЭМП.

Да, конечно.

Вот это поясните подробнее. В учебниках говорится о заряде, движущимся с ускорением. И не слова о том, что ускорение должно постоянно изменяться. Нулевая частота = отсутствию излучения.

Не вижу резкого торможения на аноде. Электрон шмякается о него, а вся энергия идёт на разогрев анода.
Предположим, что Вы правы: компенсация существует. Так всё таки на какой частоте излучают электроны в лампе?
Не кажется ли вам, что надо бы оговаривать, что излучение заряда происходит при ускоренном "возвратно-поступательном" его движении?

 

ну так я и описываю то самое поле, что считается частью волны.

оно вовсе не обязано, ему придется меняться. ну сами представьте что такое неперерывное ускорение без изменение величины и знака? это непрерывно до бесконечности растущая величина тока. но если вы такое сможете обеспечить то и получите "волну" нулевой частоты. если в антену загоните прямоугольник 1мгц, то в любой точке пространства волна будет представлять собой _постоянное_ в течение микросекунды электрическое и магнитное поле. потом резко менять знак и опять микросекунду постоянное. а можно и секунду и день, реализовать только непросто

а шмяк не торможение? электрон полз по проводу со скоростью 1мм/сек, потом вдруг сорвался с катода и _ускорился_ до субсветовой скорости, потом _замедлился опять до 1мм/сек и пополз себе дельще по анодному проводу. замедление это ускорение с обратным знаком

на нулевой излучают. только этого не видно из за близости двух излучателей противоположного знака. один небольшой плотности но большой площади - участок разгона электрона, другой большой величины но малой площади - участок удара об анод. при большой скорости электронов она начинает излучать, но это совсем другая история взаимодействия сверхэнергичных электронов с веществом. там свои "ускорения", квантовые и частота определяется волновыми функциями, "колебаниями" элементарных частиц, которые возбудил электрон

зачем отдельно оговаривать то, что вам _придется_ делать. у вас нет неисчерпаемого источника зарядов чтобы ускорять их все в одну сторону и чтоб нигде на это не накладывалось торможение

 

Не обязательно, есть Черенковское излучение (излучение заряженной частицы, движущейся в среде со скоростью, превышающей скорость света для этой среды), циклотронной излучение и т.п.

 

nky
Ещё раз спасибо за Парселла. Но есть вопросы. В его объяснениях вида эл.полей при движении электрона равномерно или ускоренно его скорость соизмерима со скоростью света. Но это не соответствует факту! Скорость движения свободных электронов в металле всего навсего несколько сантиметров в секунду. Может ли данная скорость дать тот же эффект искривления силовых линий поля, что и при скорости, соизмеримой со световой?

Со скоростью электрона связан ещё один парадокс. Вероятно, Вы знаете эпюру распределения зарядов вдоль полуволнового вибратора. На одной его половинке в течение четверти периода колебания тока собираются электроны с пучностью на конце вибратора, на другой - положительные заряды (отсутствие электронов) также с пучностью на конце вибратора. Но при фактической скорости движения свободных электронов они просто не в состоянии успеть перейти на другую половинку вибратора за четверть периода колебания.
Получается, чтобы вибратор излучал ЭМВ электроны должны мотаться по нему со скоростью света?

 

Так ведь соответствующего неуловимо малого порядка величины и получаются при муравьиных скоростях. Не в том масштабе как на рисунках парселла, а бесконечно малое искривление, но _есть_. "бесконечно малое"<>"ноль"

Летят 2 заряда. между ними действует сила кулона Fq = q1*q2/(4*pi*e0*r^2) и поправочка к ней в виде силы лоренца Fb = q1*q2*v1*v2*mu0/(4*pi*r^2). Соотношение этих сил Fb/Fq = v1*v2*mu0*e0 = v1*v2/c^2. Если заряды движутся со скоростями 1мм/c и между ними действует сила кулона миллиард тонн (пардон за силы в килограммах, для наглядности), то поправочка в виде силы лоренца составляет 11 пикограмм. И если бы не неподвижные заряды другого знака, создающие компенсирующую силу кулона обратного направления, но не создающую силу лоренца, мы бы такую поправку к основной силе не смогли бы заметить. Как не можем измерить аналогичную поправку к силе гравитации.

Когда в двух параллельных проводах течет ток, мы имеем дело с медленным передвижением _огромного_ заряда, этот заряд, при отсутствии компенсации со стороны заряда другого знака создавал _бы_ силу кулона с огромным количеством нулей. Только из за чудовищной величины этой скомпенсированной силы кулона, поправку к ней мы замечаем невооруженным глазом.

Это было все о силах в обычном, "ближнем" поле. А что с силами поля излучения? Они 1) убывают с расстоянием как 1/r а не 1/r^2 2) пропорциональны не скорости, а ускорению 3) в другом направлении действуют. то есть по сравнению с силой лоренца (по модулю) вместо v1*v2 будет a1*r. сила уже не зависит от скоростей зарядов, зависит только от ускорения и только одного заряда и (по сравнению с силой лоренца) растет пропорционально расстоянию. На каком то расстоянии она неизбежно начинает превышать силу лоренца, это и есть граница между пресловутым ближним и дальним полями. Граница условная, оба поля есть везде, просто где-то превалирует одно из них.

Заметьте, в гармоническом колебательном движении зарядов a_max=2*pi*f*v_max. то есть на частоте 1 мгц и v_max=1мм/c ускорение уже a_max=6283м/c^2, так что и при малых скоростях могут быть огромные ускорения.

да никакого парадокса, все тот же вопрос масштаба явлнений. пусть погонная емкость провода сечением 1мм^2 составляе 5пф/м. тогда чтобы на последнем метре провода возник узел напряжения 1000в, в нем должен измениться заряд на величину U*C=5нкл. а в этом метре провода содержится общий подвижный заряд величиной 10000кл. то есть его общее количество должна измениться на 0.0000000005% чтобы на столько изменить потенциал. или по другому - границу этого метрового отрезка должен пересечь заряд, содержащийся в 0.5нм длины этого провода. нет никакой нужды зарядам носиться из конца в конец провода, достаточно _каждому_ сместиться на 0.5нм в среднем, чтобы на конце провода образовалось 1000в

 

Но на эпюре заряды одного знака занимают половину вибратора. Как такое может быть при смещении всего на 0,5 нм?
В отношение первого вопроса я предполагал примерно на такой ответ. Спасибо.

 

ну да, в половине вибратора на каждый триллион протонов приходится триллион+1 электрон, а во второй половине триллион-1. это и есть то, что называется отрицательными и положительным зарядом. то что на картинке рисуется плюсиками и минусиками это сильно утрированно. в масштабе нужно нарисовать равномерно перемешанные триллион минусиков и плюсиков, а потом один из минусиков перетащить на другую половину

ну представьте ванну с водой, в какой-то момент в ней между краями создана разница потенциалов в виде разницы высоты поверхности воды на 1 микрон. действительно ли для этого пришлось снять полмикрона с поверхности воды в одной половине и перетащить на МЕТР в другую половину? или для этого достаточно чтобы вся вода сместилась по горизонтали на тот же микрон, все молекулы разом подвинулись на мизерную величину, а не некоторые из них перелетели на метр

и это не для красного словца про трилионную долю. можно посчитать - метр меди 1мм^2, 1см^3, 9 грамм, 8.46e22 атомов, 2.5e24 протонов и соотвтественно в нейтральном состоянии столько же электронов. суммарный заряд протонов 4e5кл, триллионная доля от него 4e-7кл. то есть если на каждый триллион протонов добавить по одному избыточному электрону, то заряд проводника изменится на 400нКл. это _много_. при 5пф емкости провода такой заряд изменяет потенциал на 80 киловольт.

 

Мне кажется, что Вы не ответили на мой вопрос. Согласен, маленькая подвижка электронов по длине вибратора даст приличные величины зарядов на его концах. Но дело же в том, что избыток электронов, ровно как и их недостаток существет на половине длины вибратора. Маленькая подвижка здесь не катит.

 

да как же не катит? ну представьте ряд из 200 лунок. в каждой вначале по миллиону камешков. а в конце процесса в крайней 100 лишних, в предыдущей 99 лишних и так далее, в 101-й уже одного недостает в последней 100 недостает. переместились ли при этом отдельные камешки больше чем на одну лунку? нет. из второй в первую переехало 100, из третьей во вторую 199, из четвертой в третью 297 и так по нарастающей, из 101-й в сотую переедет максимум, 5000, это пучность тока, но это опять же значительное меньшн миллиона и для переезда хватило собственных запасов. в итоге ни один камешек не переместился больше чем на одну лунку

допустим диполь с плечами по 10 метров, с напряжением +- киловольт на концах и линейно (для простоты) убывающий к центру. сколько заряда при этом пересекло центральное сечение проводника? емкость плеча 50пф, средний потенциал 500в, значит заряда через центр протекло 25нКл. и что нужно эти 25нКл тягать аж с конца проводника чтобы через центральное сечение прогнать? когда в ближайшем к этому сечению миллиметре этого свободного заряда аж 10 кулон? эти 25нКл забрались с блишайшего нанометра, а этот нанометра забрал 24.99999нКл со следующего. все сдвинулось по чуть чуть. и пересеча центральное сечение эти 25нкл вовсе не растекутся по всему плечу, они осядут в ближайшем нанометре, а из него в следующий вытолкнется 24.99999нкл уже своих

я же приводил пример с ванной, в одной половине воды стало больше чем в другой, но насколько сдвинулась вода по горизонтали через центральное сечение? на чуть чуть

 

Умеете Вы популярно объяснять! Если я правильно вас понял, то процесс происходит следующим образом. Под действием стороннего эл.поля из каждой лунки в соседнюю переходит по одному камешку. Это приводит к появлению у вибратора собственного эл.поля, которое воздействует на камешки совместно со сторонним. В центре диполя эти воздействия складываются в фазе и поэтому из центральной лунки переходит уже больше камешков нежели один. Собственно, работают падающее и отраженное поля подобно тому как они работают в длинных линиях. Эта совместная работа наращивает ток в вибраторе до равенства величины поступающей энергии от стороннего поля с величиной потерь в вибраторе.
Так?