Волна - изменение некоторой совокупности физических величин (характеристик физического поля или материальной среды), которое способно перемещаться, удаляясь от места своего возникновения,… Многообразие волновых процессов приводит к тому, что никаких абсолютных общих свойств волн выделить не удаётся./ Физическая энциклопедия (в 5 томах) / Под редакцией акад. А. М. Прохорова. — М.: 1988.
Среда распространения (далее, среда) – материя, постоянно взаимодействующая с изучаемым объектом или процессом, в том числе, волновым.
Все известные механические волны представляет собой связанные движения элементов упругой среды. Их обычно представляют в виде твёрдых шариков, соединённые пружинками.
Ускорение или другое возмущение элементов механических сред неизменно приводит к появлению в ней продольных волн (иногда поперечных или смешанных).
При ускорении же электрических зарядов в вакууме или в любом другом диэлектрике возбуждаются лишь поперечные волны (ЭМВ), поскольку продольные волны не могут реализуются вакууме: в нём нет зарядов и нечего «толкать или тормозить». Кроме того, при продольном волновом движении нет возможности изменить скорость вовлечённой материи, поскольку скорость взаимодействия уже максимальна. Остаётся только вариация параметров собственно поля и только в плоскости, ортогональной направлению движения волны, где это поле существует.
Физический вакуум так же не может служить средой распространения из-за ничтожного сечения взаимодействия фотона с ним (10
-62 см
2).
Не только ЭВМ распространяются без участия среды. Вот некоторые примеры: струя воды из колеблющегося конца шланга, след чернил на ленте самописца, гофры шифера, выходящие из гибочного станка и др.
Если знать, что
упругость механических сред определяется электромагнитным взаимодействием её элементов, то механические волны на микроуровне «содержат пустоту» и они, фактически, не нуждаются в среде.
Учитывая отмеченную универсальность, ЭМВ можно назвать истинными волнами. Истинные волны присущи также и другим носителям фундаментальных взаимодействий: гравитационному и ядерному (гравитационные и глюонные).
Картину моих рассуждений не "портят" так называемые "продольные волны" в волноводах, поскольку рождаются они от вторичных источников излучения на стенках волновода и имеют поперечный характер. Они лишь выглядят продольными относительно оси волновода.
Выводы. 1. Среда, как условие существования волн - заблуждение.
2. В вакууме и в веществе истинны лишь электромагнитные волны.
3. Существует критерий соответствия волн и сред:
- в среде всегда возможны продольные волны;
- в отсутствии среды – только поперечные.