Со школьной скамьи нам внушают: электромагнитная волна — поперечная. Векторы напряжённостей электрического поля E и магнитного поля B колеблются перпендикулярно направлению распространения волны. Этот факт считается окончательно установленным, а любое сомнение в нём — наивным. Однако строгий анализ наблюдаемых явлений и механики сплошных сред обнаруживает здесь глубокое и по сей день не разрешённое противоречие.
Суть противоречия проста. В механике хорошо известно: поперечная волна возникает на границе раздела сред и передаётся через неё. Однако её дальнее распространение с переносом энергии возможно лишь в твёрдом теле, обладающем ненулевым модулем сдвига G > 0. В газе и жидкости поперечное возбуждение затухает экспоненциально уже на расстоянии порядка длины волны. Физический вакуум — среда, в которой свободно перемещаются планеты и галактики, — твёрдым телом не является. Мировое пространство не имеет твёрдых границ раздела, доступных для создания поверхностных поперечных волн во всех направлениях распространения ЭМВ. Следовательно, плоская поперечная ЭМВ с дальним переносом энергии в вакууме невозможна в принципе. Между тем электромагнитное излучение уверенно распространяется на расстояния в миллиарды световых лет. Как это согласовать?
В основе анализа лежит фундаментальный физический принцип: энергия есть движение материи. На более глубоком уровне любая передача энергии от одного тела к другому есть передача движения через материальную среду, их связывающую. Не существует передачи энергии через абсолютную пустоту — это означало бы движение без того, что движется. Следовательно, распространение электромагнитной энергии на любые расстояния с необходимостью требует материального носителя — среды, заполняющей пространство. Вопрос о поперечности или продольности волны есть, по существу, вопрос о том, какие именно движения эта среда поддерживает.
Читать далее
Поперечность или продольность электромагнитных волн
Source: geektimes
