[Об волнах электромагнитных.
Представление от Максвелла. Максвелл ввёл понятие «ток смещения», связанный с изменяющимся электрическим полем. В наборе «уравнения Максвелла» (обычно называют, что их 20) есть уравнение, основанное на работах Фарадея: изменяющееся магнитное поле приводит к возникновению изменяющегося электрического поля. Максвелл предположил, что и изменяющееся электрическое поле должно привести к изменяющемуся магнитному полю. Распространение этих взаимопревращающихся полей Максвелл назвал волнами электромагнитными. Особенность этих волн: между полями сдвиг на 90 градусов.
Представление от Герца. То же, что у Максвелла, но без сдвига фазы между полями. Нетрудно найти графическое изображение волн Герца. То есть как синхронное изменение Е и Н полей.
Можно заметить, что часто на причину синхронного изменения полей указывают уравнения Максвелла, но забывают уточнить, что это уравнения Максвелла в интерпретации Герца-Хевисайда. Между ними принципиальная разница в сдвиге фаз.
Из учебников мы знаем, что волны в виде электромагнитных волн (ЭМВ) на практическом опыте открыл Генрих Герц. Передатчик — катушка Румкопфа. Приёмник — контур с электрическим разрядником. Расстояние между приёмником и передатчиком около трёх метров. Что является причиной искры в разряднике? Электромагнитные колебания, которые мы называем радиоволнами? Или нaведение в контуре приёмника от магнитного поля тока в контуре передатчика? Наверное, на приёмный контур воздействует и то и другое. Но долю каждого легко узнать при сравнении фаз между передающем и принимающим сигнале. В настоящее время это не составляет труда. Есть ли информация о подобном сравнении? Но есть опыты с индицированием сигнала в ближней зоне антенны. Фаза сигнала на индикаторе соответствует представлению Максвелла. Точнее, законам Фарадея. Можно предположить, что и в опыте Герца сигнал на приёмнике связан в основном с наведением от магнитного и электрического полей контура передатчика.
О радиоволнах. Исторически интересен вопрос, с какого момента есть основание для применимости этого термина? Полагаю, с того момента, когда А. С. Попов демонстрировал свой опыт с передачей сообщения «Генрих Герц». Расстояние между передатчиком и приёмником около 250 метров. Это организационно. А технически — с момента использования в опытах антенны. Наличие антенны принципиально отличает опыты Попова от опытов Герца. Отличительный признак по терминологии изобретения. Отличаются и представления, сформированные на излучении волн в понимании Герца-Хевисайда.
В учебниках дано представление об излучении ЭМВ на основе раскрытого контура в виде разнесения обкладок конденсатора, вместе к катушкой индуктивности образующий колебательный контур. Рядом с таким контуром это легко представить. Но на большом расстоянии от контура такое представление становится невозможным по простой причине. Нам известно утверждение, что нет электрического и магнитного полей без носителей зарядов. Нет опыта, опровергающего это утверждение. Следовательно, мы не можем утверждать ЭМВ в виде электрического и магнитного полей без носителей зарядов. Но ЭМВ есть. Может быть процессы в антенне помогут найти причины образования ЭМВ и сформировать новые о них представления?
Какими процессами в антенне можно обосновать образование ЭМВ. Вернёмся снова к учебникам. Есть утверждение, что ускоряющийся электрон излучает. Надо полагать, излучение в виде фотона. Примерами могут служить «тормозное излучение», «синхротронное излучение», излучение при прохождении электронов над виглерами. Но в самом утверждении есть какая-то недосказанность. Для изменения скорости электронов, т. е. создания ускорения, на него должно что-то воздействовать. Например, электрическое поле может разгонять электрон до скоростей близких к скорости света. Но излучения электрона не наблюдается. При отклонении электронов в ЭЛТ излучения тоже не наблюдается. Если справедлива гипотеза вращения электрона вокруг ядра атома, то излучения тоже не наблюдается. Излучение наблюдается при взаимодействии летящего электрона в неоднородном магнитном поле. Взаимодействие приводит к потере электроном энергии — уменьшается его скорость. Аналогичный процесс в антенне. Под действием переменного электрического напряжения в антенне электроны движутся ускоренно (уменьшение скорости тоже ускорение) с потерей энергии движения. Часть потерянной энергии переходит в энергию излучения в виде, назовём условно, радиофотона. Таким образом, антенна излучает множество радиофотонов, принципиально не отличающихся от световых фотонов. Периодичность интенсивности радиофотонов, или просто фотонов, определяется частотой передатчика. Отпадают вопросы, связанные с нулевыми точками при излучении, необходимости Е и Н полей, периодичностью излучения. Да и термин "электромагнитные волны" становится условным, но привычным. Главное - понимание, что излученное есть множество излученной антенной фотонов.
