Любой механический волновой процесс представляет собой связанные движения элементов упругой среды. Типичная модель такой волны в среде – шарики, соединённые пружинками.
Возмущение (например, ускорение) элементов механических сред неукоснительно приводит к появлению продольных волн.
При ускорении электрических зарядов, как в вакууме, так и в диэлектрике имеют место лишь поперечные волны.
Вызвано это тем, что продольные волны не возбуждаются в пустоте - в ней нечего «толкать или тормозить». Кроме того, при продольном волновом движении невозможно изменить скорость вовлечённой материи, поскольку скорость света в вакууме константа. Единственно, что остаётся для изменения в процессе движения - вариация параметра материи-поля, причём в плоскости, ортогональной направлению движения волны.
Вот некоторые примеры волн, не требующих среды: вода из колеблющегося конца шланга, полёт трассирующих пуль, волны шифера, выходящие из гибочного станка и др..
И для электромагнитных волн (ЭМВ) не требуется среда, представляемая «шариками» и «пружинками» - образами механического макромира. ЭМВ - мир квантов и полей, недоступных "житейскому" образному представлению.
Электромагнитное излучение – чудо природы: и волна «ни в чём», и частица без массы. Удивительное природное явление, прекрасно наблюдаемое нами - весь видимый человеком мир - "нарисован" ЭМВ-светом!
Упругость механических сред определяется электромагнитным взаимодействием её элементов, то есть все механические волны «содержат пустоту», на микроуровне и они так же, по сути, не нуждаются в среде.
Учитывая эту универсальность, ЭМВ можно назвать истинными. Волны присущи и другим носителям фундаментальных взаимодействий. Истинными волнами, кроме электромагнитных, являются так же гравитационные и глюонные.
Картину моих рассуждений не "портят" "продольные волны" в волноводах, поскольку они возникают от вторичных источников излучения на стенках волновода и создают так же поперечную волну, но направленную перпендикулярно направлению основной. Поэтому и возникают волны, кажущиеся наблюдателю продольными.
Выводы.
1. Среда - не обязательное условие существования волн.
2. На микроуровне механические волны отсутствуют, поэтому механические волны нельзя назвать истинными. И в вакууме, и в веществе истинны электромагнитные волны.
3. Предложен критерий соответствия волн и сред:
- в среде всегда возможны продольные волны,
- в отсутствии среды – только поперечные.