Парадокс электромагнитной волны
2023 ж. 15 Мам.
65 196 Рет қаралды
Почему в колебательном контуре ток и напряжение (а значит магнитное и электрическое поля вокруг) сдвинуты по фазе на 90°, а в электромагнитной волне электрическое и магнитное поля имеют одну фазу? В ролике мы разбираемся с этим вопросом.
Ключевые слова: вибратор Герца, дипольная антенна, ближняя зона, дальняя зона, уравнения Максвелла.
Новосибирский Государственный Университет
Физический факультет НГУ
www.nsu.ru/
Обычно бывает занимательная разборка, но на этот раз ничего не понял, но было очень интересно😂
Из уравнений Максвелла выведена альтернативная модель генерации электрического и магнитного полей движущимися зарядами (формула Хевисайда-Фейнмана). Думаю, она удобна для решения парадокса на пальцах. Модель описывает электрическое и магнитное поле произвольно движущегося заряда. Оказывается, что поле ускоренно-движущегося заряда существенно отличается от поля неподвижного или равномерно-движущегося заряда. А именно, ускоряющийся заряд генерирует электрическое и магнитное поля вдобавок к тем, которые генерируются неподвижным или равномерно-движущимся. Именно эти дополнительные компоненты поля колеблются в одной фазе, перпендикулярны друг другу и затухают с расстоянием пропорционально 1/r, а не 1/r^2. Из-за последней особенности на большом расстоянии обнаруживаются в основном они. В качестве упрощенной модели антенны можно рассмотреть два заряда +q и -q, гармонически колеблющиеся вдоль прямого отрезка в противофазе. Когда заряды на противоположных концах отрезка, они неподвижны и (будто бы) не генерируют м.поле, зато, очевидно, генерируют э.поле как диполь. Когда заряды проходят мимо друг друга в центре отрезка, они не генерируют э.поле, но генерируют м.поле. При этом как-то должна испускаться э-м волна, где поля колеблются в одной фазе. Парадокс налицо. Решение в том, что заряды движутся ускоренно, кроме средней точки отрезка. При этом они генерируют дополнительную комбинацию электрического и магнитного полей, обладающую свойствами, как в э-м волне. Наиболее активно они это делают на концах траектории, где ускорение максимально. Хорошо было бы дополнить это объяснение анимацией генерируемых полей. В данном случае геометрическая интерпретация полезна.
Хорошо бы уточнить нюансы. В антенне двигаются заряды туда-сюда под действием электрического поля. Магнитное поле которое возникает в результате такого движения электрона с ускорением получается двух видов и ослабевает с расстоянием неодинаково, все верно?
@@Olexsy952 В общем, так. Только уточню насчет двух видов магнитного поля. Фундаментально эти поля одинаковы. Отличаются только пространственно-временной формой, так сказать. Аналогично тому как вихревое электрическое поле и электростатическое поле имеют одинаковую природу, но разную форму.
Вы наверное имели ввиду заряды лиенара вихерта? Это уравнения поля для произвольно двигающихся зарядов. А вот решения фейнмана зевисайда мне не известны. Не дадите источник почитать? Книгу, желательно.
@@FilSerge , Андрей Кузнецов написал собственный мысленный эксперимент. В принципе не обязательно что бы было два заряда, можно и один, с двумя зарядами просто картинка более наглядная выходит. Можно почитать про тормозное излучение электрона. В объяснении на пальцах Андрея Кузнецова есть важные деталь, в антенне излучение (или поглощение в режиме приема) происходит в момент ускорения электронов электрическим полем
@@FilSerge Формулы Хевисайда-Фейнмана и Лиенара-Вихерта описывают одно и то же (поля движущегося заряда) в разной математической форме, через разные понятия. Думаю, формула Лиенара-Вихерта для эл. поля так же хорошо подходит для объяснения, потому что в ней тоже есть слагаемое, связанное с ускорением заряда. Формулу Хевисайда-Фейнмана можно найти в Фейнмановских лекциях по физике (гл. 28 Электромагнитное излучение, параграф 1 Электромагнетизм, уравнения 28.4-5). Еще в интернете можно найти книгу Andrew Zangwill “Modern electrodynamics”. Там эти две формулировки сравниваются друг с другом (разделы 23.2.4-5). Из формул Хевисайда-Фейнмана удобно выводится приближенная формула для поля заряда в практически важном частном случае, а именно для нерялитивистской скорости и малой амплитуды движения по сравнению с расстоянием до точки наблюдения. Эл. поле оказывается равным сумме электростатического поля и второй производной по времени от единичного вектора, направленного от точки наблюдения к заряду.
"...и ещё здесь припишем синус омега тэ, чтобы не забывать, что у нас поле осциллирует." И я со своей двойкой по физике, которую в аттестате записали, как тройку, сижу такой: "Пфф, ну да! Конечно! Это ж ясно. Ну а как иначе?"😁
"Осциллирует" - периодически меняет свою амплитуду. Точно так же осциллирует в течении суток освещенность поверхности Земли, и она зависит от момента времени суток (того самого омега тэ), во всяком случае, от рассвета до заката. Основная проблема точных наук, имхо, это перевод с научного языка на общеупотребительный.
читайте осциллирует, как колеблется. меняет значение во времени с + на -, если хотите.
@ IB > Основная проблема точных наук, имхо, это перевод с научного языка на общеупотребительный. Ну да, конечно. Если тупой не понимает, что ему объясняют, то виноват объясняющий. Т - толерантность. Не благодарите.
Как бы сказать не понятно, но как бы сказать очень интересно!
На пальцах объяснить не получиться по тому, что по пальцу очень сложно пустить волну, а вот на скакалке можно попробовать. Меня раньше мучал вопрос: куда девается энергия, переносимая электромагнитной волной, в те моменты, когда и магнитное и электрическое поле проходит через ноль? Скакалка помогла! Если по натянутой скакалке пустить поперечную механическую волну, при этом поперечную скорость некоторого малого кусочка скакалки представить как магнитную составляющую волны и кинетическую энергию, а натяжение в этом кусочке - как электрическую составляющую и потенциальную энергию, то получим неплохую наглядную модель. При простом наблюдении за такой моделью видно, что потенциальная энергия максимальна в те моменты когда рассматриваемый фрагмент находится в среднем положении. При этом перекачка его потенциальной энергии в кинетическую приведет к разгону НЕ ЭТОГО ЖЕ ФРАГМЕНТА, а следующего, отстоящего на четверть длины волны по ходу распространения. Вот и получается, что электрическая и магнитная составляющие, как и в колебательном контуре, сдвинуты на 90 градусов, НО соответствуют разным точкам пространства. Ну или так: пока электрическая составляющая перейдет в магнитную или наоборот, волна уже пройдет четверть своей длины, вот и дополнительный сдвиг в 90 градусов. Если что, я сам до конца не понял то, что написал, надеюсь это не полный бред :)
Мне не давало покоя тоже мысль перехода через ноль, но после просмотра видео отпустило потому что я понял что даже не знаю что считал "электрической составляющей", напряжение, заряд... Напряжённость поля в принципе наверное можно считать напряжением, с определённым распределением его по картине локального возмущения поля
Там где скакалка максимально натянута, но стоит неподвижно, там максимальная амплитуда потенциальной энергии. Если её считать магнитной, а кинетическую энергию движения скакалки счесть электрической, то должна получиться противофаза...
Познавательное видео, Спасибо автору!
Спасибо, тоже когда-то сомневался пока уравнения Максвелла не поднял пристально
Я как радиолюбитель протестую против слова "дИполь"!!! 😆
Я, как химик поддерживаю протест!
@@user-ve8qw4rl8l вы, как химик, должны ещё протестовать против "(й)ёнов" ))
Вы можете отомстить, называя компле́ксные числа ко́мплексными.
Доброго здоровья! монопОль же, значит и дипОль. "мОнополи", "монОполи" Дирака как то же не звучат.
@@warlock8715 педивикия ставит ударение и туда и туда. Но наша учительница в школе говорила, что кОмплексным бывает только обед, а эти числа - комплЕксные)
Ребят, вы большие молодцы. Я включаю какой-нибудь ваш ролик - и смотрю остальные, просто не могу остановиться. Как там пел Высоцкий, "открою кодекс на любой странице - и не могу, читаю до конца!" :)
Отличное объяснение, если бы не одно "но", если Е и В колеблются практически в одной фазе, то существуют моменты времени, когда сумма энергий электрической и магнитной составляющей практически равны нулю, что противоречит закону сохранения энергии, а он выполняется всегда и везде и в любой момент времени суммарная энергия ЭМ волны обязана быть величиной постоянной (в идеальном случае, если пренебречь потерями). Из чего сдует всего две возможности, что либо Е и В таки все же обязаны колебаться со сдвигом П/2, либо если их фазы на практике все таки совпадают, то это означает что перекачка энергии происходит еще в какую-то третью составляющую.
Когда E и B в точке пространства одновременно перешли из максимума в ноль, энергия не исчезла, а переместилась вперёд на четверть длины волны вслед за E и B. Энергия сохраняется. Когда в волне E и B колеблются со сдвигом п/2, это называется "стоячая волна". Например, в микроволновке.
Энергия перемещается в пространстве вместе с «гребнями» э. и м. полей
Поясните пожалуйста, когда Е и В в нуле, энергия по вашему переместилась в перед в виде чего? Энергия сама по себе не вещественная сущность и без носителя определения не имеет.
Энергия сама по себе никуда не перемещается, она не веществена, переместиться может только что-то ей обладающие.
@@Denis_Lvov Носителями энергии являются электрическое и магнитное поля
Вы сейчас косвенно доказали, что Вакум это среда с четко определенными параметрами, и именно эти параметры обеспечивают наличие КХ
Нельзя говорить, что происходит согласно формулам. Электрические и магнитные поля существуют вне зависимости от формул. Формулами, мы лишь описываем их поведение по многократно установленным фактам, что расчет по формуле совпадает с полученным результатом. Но не факт, что правильно понимаем происходящие процессы. Прошу это учитывать при Ваших обьяснениях.
Как-то Максвелл и Герц с этим справлялись, Максвелл даже сущестывование электромагнитной волны предсказал, исходя из уравнений, а Герц построил излучатель и приёмник. А потом люди и радио построили, и много чего ещё.
@@Ma_X64 потому что "здравый смысл" у всех разный и точную науку на нем не построишь. А на математических моделях, подкрепленных экспериментальными данными - вполне.
браво! лаконичнее и проще объяснения не надо, иначе получится огалтелый научпоп когда квантовую механику объясняют в котах, колбасе и прочем гадании на кофейной гуще)
Смуту в голове добавляет традиционное высказывание (интерпретация уравнений Максвелла), что переменное м.поле порождает переменное э.поле и наоборот. Отсюда в голове представляется картина, что поля сменяют друг друга во времени и пространстве. Тогда как уравнения Максвелла ничего не «говорят» о причине и следствии, что что порождает. Наоборот, они работают одновременно.
Как раз из уравнений Максвелла прямо следует, что изменение В порождает Е (отсюда следует: rotE= -1/с*dB/dt), а изменение Е порождает В.
@@Quantum__AI Уравнение ничего не говорит насчет причины и следствия (или что что порождает). Уравнение - это равенство. Правая и левая части уравнения равны друг другу, ни одна из них не первее и не главнее другой. Так что не согласен с вами.
Кузнецов, Вы правы. Я как-то выразил функциями синус и косинус "день-ночь" на планете... Амплитудное колебание... Все параметры волны подходят к этому природному явлению. День не порождает ночь, а ночь не порождает день. Происходят только "перекосы" на полушариях. Механическая волна (звуковая) - в одном месте сжатие среды, а в другом месте разряжение среды... Только амплитудное значение. воздействует на силу сжатия и силу разрежения.
F=ma тоже не имеет отношения к причинности?
@@user-pr4xj2jn2e Не имеет. Ни сила, ни ускорение, ни масса не являются причиной или следствием. Уравнение только утверждает, что в каждый момент времени t сила F(t) равна ma(t). При математическом решении этого уравнения для описания движения частиц сила в момент t определяется взаимным положением и скоростью частиц в этот момент, а в свою очередь положение и скорость определяются ускорением в предыдущие моменты времени, которое определяется силой... И так далее - одно зависит от другого
Наконец-то понял, через почти "полвека". 😆 Моя ошибка раньше была, что я рассуждал так: рассмотрим поле волны в какой-либо конкретной точке пространства. Тогда оно будет в этой точке колебаться как E ~ sin(wt). Тогда, по уравнениям Максвелла, магнитное поле в этой же точке равно производной по времени от E, т.е. B = E'(t) = cos(wt) (то, что в ур. Максвелла стоит не В, а rotB, я игнорировал). И типа В должно быть смещено по фазе от Е на 90°. Но я уже и раньше чувствовал, что я чего-то упускаю. И сейчас до меня дошло, наконец, что волна распространяется, и пока Е генерит В, Е уже успевает убежать вперёд от этой точки. И что зависимость поля Е волны включает не только временной фактор wt, но и координатный фактор kx. Т.е. не просто sin(wt), а sin(wt - kx). А в уравнении Максвела стоит не только производная по времени, но и производная по координате (в виде ротора Е): rotE ~ - dB/dt. Или dE/dx ~ dB/dt. Значит для нахождения В надо сначала продифференцировать Е по x и получить из синуса косинус, а потом взять интергал от получившегося косинуса по времени, и получится синус. Т.е. был синус, и опять получился синус. Это совпадение Е и В по фазе, по идее, наверное, можно объяснить и через принцип Гюйгенса, ибо поле В в этой точке генерится не только полем Е в этой самой точке, но и полями Е в других точках пространства позади фронта волны. ИМХО. Ещё можно использовать соображение симметрии - если максимумы электрического и магнитного полей должны быть смещены относительно друг друга на 90°, то какое из этих двух полей должно быть впереди, ведь они же как бы равноправные? Равноправие полей реализуется только при совпадении их фаз. ИМХО.
Короче итог,никто ничего точно не знает,имеем самую бытовую вещь как электричество,но ни кто не знает что и как))))весело)
Как появился такой итог?
@@user-bk1rl1xe9g как итог брать гипотезу Максвела не доказав ее прийти квыводу ? Вывод что ролик ничего не доказал а использовал гипотезу Максвела как аксиому. Надо доказать для начала что ток смешения создает магнитное поле. Лучше всего эксперементом.
@@armangevorkyan1975 Давно все доказано.
@@michaelpovolotskyi3295 буду рад видеть эксрериментальное докозательство. Пустое заявление о том что давно доказанно не доказывает.
Спасибо!
Попробую предложить свой вариант "объяснения на пальцах". За основу возьму следующие явления: 1) Заряд порождает электростатическое поле (Qmax => E1) 2) Ток порождает магнитное поле (Imax => B2) Назовем эти явления по качеству перехода "материя->поле 1", потому как состояние именно состояние диполя порождает "первичные поля." Так же учтем: А(E1) > A (B1), ввиду особенностей антенны. За основу следующих явлений возьмем уравнения Максвелла. 1) Первичное эл. поле E1 порождает вторичное магн. поле B2 в одинаковой фазе. 2) Первичное магн. поле B2 порождает вторичное эл поле E1 в одинаковой фазе. Эти явления, в простой форме, можно объяснить принципом Гюйгенса-Френеля. Качественный переход таких явлений "поле 1->поле 2" (первичное во вторичное) В итоге, получается следующее: 1. Момент времени t1 = 0 Состояние диполя Qmax порождает вблизи E1 (при этом B = 0) E1, в процессе распространения, порождает вторичное поле B2 в той же фазе Итог: Получаем эл.магн. волна с E1 и B2 в одной фазе. Амплитуда A1 2. Момент времени t2 = 1/4 периода. (Первая волна уже "улетела") Состояние диполя Imax порождает B1 (при этом E = 0). Важно, амплитуда A2 < A1 B1, в процессе распространения, порождает вторичное поле E2 в той же фазе Итог: Получаем эл.магн. волну с B1 и E2 в одной фазе с меньшей амплитудой. Вывод: Диполь испускает эл.магн. волны. Источником волны попеременно является то заряд, то ток. Получается, что диполь один, а источника два, и они смещены относительно друг друга на pi/2. Однако, сами волны, испускаемые источником, таковы, что электростатическая и магнитная составляющие находятся в одной фазе. Ввиду "смены источников", наблюдается и осцилляция амплитуды эл.магн. волны.
по уравнением Максвелла первичное поле порождает вторичное с отставанием 90°. Вспомните, если координата маятника ~sin(t), то скорость его будет ~-cos(t).
Круто. Только надо в начале перименовать везде, чтобы первичное поле каждый раз было B1/E1, а вторичное B2/E2, а то иногда путается
на пальцах можно было бы объяснить, если пальцев было больше))
А ведь были уже ролики про вектор Пойнтинга. Раз энергия волны вся передается только вперед и не накапливается ни в какой точке, значит каждая точка пространства ведет себя, как активная (не реактивная) нагрузка. Это и означает совпадение фаз тока и напряжения в этой точке.
Осталось только оценить вектор Умова-Поинтинга в точке, где B, E обращаются в 0....
@@antonguda2551 ну да, в узлах электромагнитной волны вектор Пойнтинга ноль. А через четверть периода будет максимум. Энергия течёт не сплошным потоком, а синусоидой.
Интеллект замечательно складывает логические цепочки, но для осознания процесса нужна материальная составляющая движения и тогда взгляд наблюдателя со стороны позволит выявить суть конкретного локального образования. Комментарии восхитительны, есть ещё желание познания.
Спасибо
При убогости школьного образования ваша передача делает большую работу по образованию,хотя бы тех кто интересуется. Все очень интересно.спасибо большое
Убогость у вас в голове. Нормальное школьное образование. Не без недостатков, но засирать не надо, особенно когда это засирание выражено в оценочном суждении, а не в аргументированном анализе.
@@user-fi9iz9sl6tтак благодаря школьному образованию и появился этот ролик. Потому что в школе колебательный контур излучает в противофазе, а эм волна, так же по школьному образованию, тем не менее в фазе
До этого видео считал что в передаче радио сигнала все понимаю .....
у нас дяди сидят, разрабатывают свч устройства не один десяток лет, и то говорят, как только думаешь, что понял как оно работает, так появится какая-нибудь новая подлянка)
@@azkoe_krevedko_666 вот это хорошо сказано! И главное - понимать, что ты не всё понимаешь:)
Никто до конца не понимает. Чем больше человек считает что он не понимет . то значит он больше понимает. Тот кто вообще не понимает, уверен что понимает. Таке життя...
Относительно хорошо и просто получилось
То, что вы рассказываете - это математика, а не физика: абстрактные универсальные формулы без наглядных картин движения.
❤большое спасибо! Очень интересно и доходчиво
В идеальном будущем мы получаем пользу / удовольствие тогда и только тогда, когда, например, поедим. В реальности здесь и сейчас предвкушение (пик дофамина) опережает вкушение (пик сахара).
Здесь последовательный контур и емкостное и индуктивное сопротивления, конечно есть резонансная частота:)). Это удвоенная длина вибратора. Вибратор кстати лучше располагать горизонтально иначе вы действительно меряете разность статического электричество примерно 100в на метр! Электромагнитное поле это градиент изменения электрического, наоборот как то не того
я думаю, что физическая причина в том, что области концентрации магнитной и электрической энергии колебательного контура пространственно разнесены. Взаимодействие передаётся в точку наблюдения вдали от контура со скоростью света, но расстояния от конденсатора и катушки индуктивности (условно говоря) разные. А там, где они одинаковые, волна не излучается (диаграмма направленности дипольного излучения вроде как раз такая).
Рассмотрим одну из классических систем с положительной обратной связью. Есть ослик в тумане, он видит (и чует) не больше, чем на длину своего шага (четверть длины корпуса). Всадник вывешивает перед его мордой морковку на расстоянии немного меньше длины шага ослика (иначе он её не обнаружит). Ослик бежит к морковке, из-за сопротивления тумана морковка движется с отставанием. При выходе на крейсерскую скорость морковка находится около зубов ослика (почти, иначе он её съест и остановится).
Иптыть! - этож отрицательная обратная связь! При положительной в конце добром некончаетсч ;)
Спасибо! Подскажите, а задача про действующие силы на 2 заряда движущиеся в плоскости по перпендикулярным траекториям, в момент когда один из них находится в точке пересечения объяснение было? Очень интересно посмотреть!
Никогда не интересовался этим вопросом, но попался этот ролик, стало интересно. А как будет выглядеть электромагнитная волна круговой поляризации и что мы увидим при прохождении волны через диэлектрик с ярко выраженной поляризацией, т. е. диэлектрическая проницаемость (условно) в вертикальной поляризации - максимальна, а в горизонтальной - минимальна.
На 12-й минуте захотелось передать привет от blackpenredpen :)
Кстати, любопытная задача: посчитать за какое время в колебательном контуре без потерь (резистора) вся энергия излучится в э/м волну.
Интересно.
Очень всегда хотелось чтобы излучение рассматривалось внутри резонатора (наверно лучше с циклическими границами) - пишем уравнение Лагранжа и сразу получаем динамику раскачки колебаний ЭМП.
Я раньше тоже задавал точно такой же вопрос и всегда возмущался на том основании , что энергия электромагнитной волны переходит из магнитного вектора в электрический вектор по синусоидальному закону последовательно, сменяя один вектор другим и ,таким образом поддерживается на протяжении всего затухающего движения волны. И сравнивал это с утверждением, что энергия не исчезает в пространстве , а переходит из одного состояния в другое- ( перетекает из одного вектора в другой ) Но теперь у меня возникает другое подозрение , что в дальней зоне возникают волны уже не связанные с волнами или электромагнитным полем ближней зоны, а порождаются отдельно . И возникает тогда главный вопрос - А куда же тогда исчезает энергия двух одновременно убывающих векторов в электромагнитной волне дальней зоны , то есть когда они сходятся в нулевой точке ?
@@Ma_X64 То что само вместилище вещей или пространство , вакуум представляет собой твёрдую субстанцию или "кристалл " -это мне давно уже было ясно. Этот кристалл обладает очень большой внутренней энергией , а всё что он содержит в себе, точнее всё что создано из него, обладает по сравнению с ним малой энергией, поэтому эти энергии не взаимодействуют между собой в обычных условиях. В кристаллах распространяются поперечные волны , какими и являются электромагнитные волны. А все предметы во вселенной имеют намного ниже энергетический потенциал и для вакуума невидимы и не ощутимы из-за разницы . Вселенная это продукт космоса , который порождает её. Это как персональный компьютер и его программы -- разные вещи. То что мы видим на экране компьютера не является им. Поэтому изучая вселенную нашими обычными способами мы не сможем узнать из чего состоит сам космос.
Не переживайте, таких объектов как приведено в видео в природе не существует. Не тратьте время на "сову, натянутую на глобус",
Я как-то функциями синус и косинус выразил природное явление - это "день-ночь" на планете, под разными углами наклона планетной оси. Пришёл к выводу, что выразил волну. Наклон оси - это как раз и есть амплитудное колебание волны. Так как все волны одинаковые, то точно так же построена и электромагнитная волна.
Как все сложно, нужно проделать эксперимент для понимания
Да! Только эксперимент поставит "академиков" с ушей на ноги !
Думаю уже проделали и не один раз, а десятки тысяч. Из него и получились все эти уравнения и теория.
Как утверждение о синфазности Е и В в плоской электромагнитной волне стыкуется у уравнениями Максвелла, категорически утверждающими, что ротор Е пропорционален производной В и наоборот - т.е. максимальное значение ротора Е достигается в момент максимальной скорости изменения В, соответственно Е и В не могут быть синфазны. Ведь по сути уравнений Максвелла получается, что электромагнитная волна - перетекание энергии электрического поля в магнитное и обратно, и это отлично видно из первого и третьего уравнений Максвелла в дифференциальной форме. А при синфазности получается, что никакого перетекания нет - Е и В достигают максимума в одной точке, где их производные становятся равными нулю.
Хорошо стыкуется. Ротор максимален там, где поле равно нулю. И производная по времени максимальна там, где поле равно нулю. И наоборот, ротор равен нулю там, где поле максимально по координате. Производная по времени равна нулю там, где поле максимально по времени. Нет проблем:)
@@schetnikov "И производная по времени максимальна там, где поле равно нулю" - конечно, это прямо вытекает из производной синуса, например, да и вообще из смысла производной. Соответственно в этой точке времени максимален rotE= -1/с*dB/dt. "И наоборот, ротор равен нулю там, где поле максимально по координате" и это прямо вытекает из смысла производной, хоть по времени хоть по координате. Очевидно, что в этой точке rotE= -1/с*dB/dt=0. "Производная по времени равна нулю там, где поле максимально по времени" - полностью аналогично предыдущей строчке. "Нет проблем" - проблема есть, и она в том, что во всех трёх предыдущих строках мы видим не синфазность, а сдвиг на 90 град (т.е. пару sin-cos) Т.е. во всех предыдущих строках rot E достигает максимума в точке максимальной производной от dB/dt, соответственно имеем сдвиг на 90 град между Е и В. Вот и непонятно, как из изначальной не-синфазности вдруг получается синфазность. Математика должна объяснять физику процесса, а он в том, что максимальное значение Е достигается в области равенства нулю В, и наоборот - вы это сами подтвердили, но это противоречит гипотезе синфазности, при которой и Е и В достигают нуля и максимума одновременно. Ну и по самой сути, электромагнитная волна представляет собой непрерывно перетекающие друг в друга электрическую и магнитную компоненты, а синфазность Е и В нарушает эту физику, разве нет? Мне правда очень хочется разобраться в этом вопросе!
@@Quantum__AI проверяйте себя, я всё объяснил, повторяться не буду.
@@schetnikov Никак не ожидал от ВАС, преподавателя физфака НГУ, автора многочисленных видео по физике, ответа в стиле "да пошли вы нафик - ничего не хочу объяснять!" Первый раз в жизни встречаюсь с такой методикой преподавания физики... Вы объяснили первый раз - я задал уточняющие вопросы по теме, которая мне непонятна! А вы вместо того чтобы объяснить, в чём именно я ошибаюсь, просто "послали меняя нафик". Я-же привёл нормальный, вполне логический довод, почему мне кажется, что гипотеза синфазности противоречит первому и третьему уравнениям Максвелла.
Объёмная плотность энергии волны падает 1/r, но если волной считать весь бублик, который в плоскости расширяется при распространении, то энергия такой волны вообще не падает.
Из всего сказанного я понял всё так : то, что создаётся в дальней зоне уже не есть поле от антенны , это поле формирует вакуум и энергию оно черпает оттуда же , оно там начинает преобладать , а первое затухать . И ещё , нам нужно одновременно применять спиральные с правой и левой закруткой излучатели .
Попробуем проанализировать те процессы которые видны возле провода с током, но, логика построения на том что вместо поля материальный процесс из частичек. Что поможет исследованиям опытным путём, наиболее подходят металлические опилки. Каким образом появляются пустоты между кольцами металлических опилок когда по проводу течёт ток? Решение сего вопроса с точки зрения анализа механики движения потока частиц довольно таки интересен.
Ток смещения справедив там, где есть ёмкость, но не индуктивность. Именно ёмкость задаёт смещение. П. С.: хотелось бы чутка по-больше уроков-роликов про радисвязь и историю электросвязи (то есть связь - как обмен информацией)
Андрей, у меня к Вам как к "электрическому" физику нахальный вопрос: откуда берётся сила Ампера? Другими словами ещё жёстче: откуда взялось магнитное поле вокруг проводника, и не искусственный ли это трюк? Мыслю так: Подвесим параллельно две длинные "стеклянные палочки, натёртые шёлком". Они, очевидно, будут отталкиваться с некоторой силой, определяемой величиной заряда на единицу длины палочек. Теперь начнём двигать их с постоянной скоростью вдоль них самих (или поедем вдоль них на велосипеде). Получим "направленное движение зарядов" -.т.е. два параллельных тока, и исходная сила отталкивания должна уменьшится на силу Ампера - силу взаимного притяжения двух параллельных токов. ("Исходную силу отталкивания" можно свести к нулю, если вместо заряженных палочек рассматривать электрически нейтральный проводник: смесь свободных электронов в решётке положительных ионов, но не будем отвлекаться.) Эту силу Ампера мы приписываем взаимодействию с "магнитным полем", порождённым этими токами. При этом для наблюдателя, который неподвижен отн. палочек, никакого тока и магн. поля нет, и он регистрирует только силу электростатического отталкивания. В то же время оба наблюдателя должны регистрировать одну и ту же силу: угол, на который разошлись подвешенные палочки выглядит одинаково в обеих системах ниблюдения. - Как с этой нестыковкой жить? Мне на ум пока приходит только следующее: погонная плотность заряда при переходе из одной системы наблюдения в другую (причём обе инерциальные!) меняется из-за лоренцового сокращения длины движущихся палочек. В частности: на движущейся палочке она больше, чем на неподаижной. И "сила Ампера" - это всего лишь разница электростатического отталкивания, обусловленная изменением погонной плотности заряда: изменилась плотность, но "появилась сила Ампера" - в результате полная сила осталась той же, что и для неподвижных зарядов. И второе: получается, что сила Ампера (читай: магнитое поле!) - это видимое проявление СТО при скоростях отнюдь не релятивистских! Пожалуйста, проясните.
Всё правильно, магнетизм - это релятивистский эффект, это не секрет.
@@pavelgorokhov2976 Спасибо за воодушевляющее замечание; я этот "не секрет" смутно помнил как когда-то давно услышанную мимолётную фразу без к-л подробностей.
Это всё как раз доказывает абсолютность движение и существование некой среды, относительно которой это движение должно измеряться.
@@user-zy7ui3ix1z Что-то фантазия у меня разыгралась: Пусть имеем ток в виде движущейся вдоль самой себя заряженной нити (например, лента, заряжающая генератор Ван-дер-Граафа). Этот ток создаёт магнитное поле, и расположенная рядом стрелка компаса ориентируется вдоль концентрической окружности вокруг этого тока. "Пока всё правильно". Но если теперь и сам компас двигать с той же скоростью и в ту же сторону, куда бежит нить, компас должен потерять эту ориентацию: нет тока - нет и магн. поля. - Ужель так и будет? (Дисклаймер: если имеем "обычный ток" в проводнике - т.е. движение свободных электронов сквозь решётку положительных ионов, стрелка компаса своей орентации не потеряет, потому что движение вместе с бегущими электронами равносильно движению положительного заряда решётки в обратную сторону - т.е. такому же току, что и в случае неподвижного компаса, и никакого парадокса не возникает.)
@@yuriydeynekin4532 А если свободные электроны? :)
И вдогонку, разберите графическое решение задачки взаимодействия 2-х зарядов одного знака и постройке график зависимости расстояния от времени взаимодействия. Интересно, как потом сможете объяснить результат с точки зрения закона сохранения энергии.
👍👍
Вращающийся постоянный магнит излучает электромагнитные волны. Был бы рад, если бы вы разобрали этот пример.
Правильный ответ: постоянный магнит не излучает э/м волны, излучает только магнитные.
Ставим лайк.
Здравствуйте , благодарю за ответ . (Чем больше диаметр, тем больше момент инерции.) Именно это меня и смущает. Если радиус ведущего шкива рассматривать как рычаг а ведущий шкив , как маховик (в разумных пределах ).
Можно, наоборот, начать с бегущей волны, в которой E и B синфазны. Сложим две такие волны идущие на встречу, чтобы получить стоячую волну. Тогда когда у них E складываются, B сокращаются и наоборот, и около антенны, где "стоячий кусок" привязан, происходит подобная картина.
"стоячий кусок" это имхо другое. неужели в нём получится ~90 градусов?
@@RobotN001 , интересно, заметили ли вы всю прелесть парадокса? При сдвиге фазы тока от напряжения в антенне на 90° вообще не понятно как энергия излучается. В э.м. волне магнитное и электрическое поле синфазны, это в уравнениях Максвелла описано, а в антенне ток и напряжение сдвинуты на 90° (источники магнитного и электрического поля) Все обсуждают сдвиг фаз, а то как вообще энергия от антенны к волне передается не замечают, будто так и должно быть.
@@Olexsy952 А есть обьяснение?
@@user-ei4vb7xx2g , чтобы совсем на пальцах пока нет, как будет напишу
@@Olexsy952 Можно и не совсем на пальцах, главное чтоб последовательно и в одном месте)
Не настолько хорошо разбираюсь в физике, что бы понять абсолютно всё в этом ролике, но что-то в уме осталось. Спасибо вам за труд! З.Ы. Жаль, что ролики не загружены на отечественные платформы. Будет жаль их потерять после блокировки Ютуба.
Тема зачетная! Я с таким вопросом когда учился в вузе обратился к преподавателю - и он удивленно ответил, что никогда не задумывался над этим, а вопрос действительно интересный. Спасибо автору за интересный сюжет!!! Попробую дать объяснение на пальцах. В антенне электрические и магнитные поля колеблются в противофазе. Если нет излучения в пространство - эти колебания происходят в 2D-простанстве. Если же часть энергии начинает излучаться - для этого необходимо открыть 3-ю координату. И мы окажемся (вместе с колеблющимися ЭМ-полями) уже в 3D. Выходит, что фазовый сдвиг обменивается на переход в бОльшую мерность.
Было бы неплохо показать, как этот сдвиг фаз исчезает по мере удаления от антенны, лучше в длинах волн по Х.
Жесть... Вообще жесть...
А меня всегда интересовал вопрос, почему ЭМ волны разной длины обладают принципиально разными свойствами. Например, почему нагретое тело само по себе не вызывает каких-то электрических или магнитных явлений. Также интересно, почему термин "фотон" употребляют лишь для видимой части спектра. Например, довольно странно говорить о "радиофотоне" - фотоне радиоволн.
Нагретое тело излучает в ИК спектре. И чем сильнее нагреешь, тем больше кинетической энергии сообщишь атомам\молекулам тела, которые они и сбрасывают в виде излучения. Вернее сбрасывают их электроны в оболочке. Фактически ты просто трясешь единичным электроном, а он же носитель заряда , вот им рождается квант. Но их в теле много. А от того как Сильно ты его дернешь единомоментно (нагревом например) будет зависеть частота. Нагреваешь немного - светит в ИК, нагреваешь дальше - больше энергии нужно сбросить электрону- растет частота(падает длинна волны соответственно) и уже в видимом спектре светит. Греешь дальше, например дуговой сваркой, свечение появляется уже в УФ спектре. И так далее. Если сможешь резко нагреть тело - будет в Рентгене мягком светить. Так большие заготовки стальные когда проковывают, в момент удара молота вспышка в рентгеновском спектре происходит в кристаллической решетке заготовки. Камера телефона иногда может это увидеть, если снимать заготовку заслоненную листом бумаги например. Видимый остановит бумага , а рентген пройдет до матрицы телефона.
Никаких "разных свойств" здесь нет, есть разные языки описания, удобные в разных ситуациях. Фотоны для радиоволн конечно же существуют, только их практически невозможно наблюдать в силу ничтожной величины энергии одного фотона, и прочих сопутствующих факторов (а что знечит "наблюдать"? как должен быть устроен прибор для такого наблюдения? И как нам подавить тепловые шумы в его устройстве?)
@@schetnikov спасибо за ответ! Задумался об этом, когда заметил, что слово "квант" употребляют по отношению ко всей части спектра, а "фотон", как правило, только к видимой. Хотя фотон, по сути, и является квантом ЭМ волны.
Ток в антенне есть. И цепь тоже есть. Потому-что на выходе антенные присутствует сопротивление между концом антенны и средой. Эта величина составляет примерно 377 Ом. А раз есть активная нагрузка, будет и ток. Ну, радиолюбители меня поймут, особенно те, которые занимались ёмкостными антеннами
Электромагнитной волны как самостоятельной материальной сущности не существует, но существует материальная среда, которая находится в движении и некоторый класс такого движения (периодический) человек назвал "волной" и описал волновым уравнением. Волна - это не материальная сущность, а продукт человеческого сознания, математическая абстракция, формула на доске. Формула на доске не может переносить энергию и импульс - энергию и импульс переносит движущаяся материальная среда - эфир.
Только хотел спросить, где же находится энергия волны в точках, где поля обнулены, как увидел тут комментарий про скакалку с объяснением ровно этого факта. Великое дело!
Но всё же очень прошу авторов дать отдельный комментарий про энергию, очень много путаницы ходит по свету
Энергия волны в точках, где поля обнулены, нулевая. Энергия ненулевая там, где поля ненулевые. Она «летит» вместе с «гребнями» полей
@@andreykuznetsov7442 Вы совершенно правы. Но в школах говорят, что электромагнитная волна - это процесс, при котором энергия колебаний электрического поля переходит в энергию колебаний магнитного. А тут раз - и оба поля обнулились. Откуда же взяться теперь энергии? Всё пропало... Вызываем пояснительную бригаду!
А гребни полей тоже летят? На анимации они стоят...
@@INN2007qqqq Да, тоже летят. На какой анимации вы видите, что они стоят? В данном ролике на анимации начиная с 15:06 гребни движутся вправо, а не стоят.
Я верно понимаю что после границы ближней зоны электро-магнитная волна всегда приобретает определённый вид в смысле отношения магнитной и электрической составляющей?
Получается что вблизи от антены сдвиг ~90 градусов. Вдали ~0. Где то между ними какая то волна убегает вперед. Получается она двигается быстрее скорости света?
"Получается она двигается быстрее скорости света" - !!! :) Бардак получается ! :)
Нет. Разные составляющие поля ослабевают с разной скоростью в зависимости от расстояния. А скорость распространения одинаковая
@@andreykuznetsov7442 О, а отчего они ослабевают?))) И кстати тогда б амплитуда менялась... Нет, вы тогда уж честно вводите какой-то объект, который магнитное или электрического поле притормаживает или наоборот ускоряет)
@@ivank2661 Ослабевают именно в том смысле, что амплитуда уменьшается, а не притормаживают :) Как вы пришли к идее притормаживания?
Коли свет это электромагнитная волна, то поляризаторы это фильтры пропускающие только магнитную составляющую, рамочные антенны тоже поляризаторы
Давно известно что любая мысль это электромагнитная волна и энергия! Мысль мгновенна откуда ушла в другом месте мгновенно проявилась
А радиоантенны тоже излучают фотоны, как и солнце? Если да, то откуда они там берутся?
Если шлёпать по воде рукой, откуда берутся волны? Их же изначально внутри воды не было
Да, антенны излучают фотоны. Но из-за низкой частоты у них малая энергия и их очень много, поэтому удобнее об этом не задумываться и рассматривать их скопом как просто волну.
Товарищ Салль набаламутил. Зрители волнуются.
Уважаемые, вы просто представьте, что в физическом вакууме есть нематериальные частицы радио эфира, являющиеся средой для передачи радиоволн, и тогда станет понятно, что такое электромагнитное поле, почему оно перпендикулярно магнитному полю, почему яблоко такой формы, почему атом похож на солнечную систему, и что на самом деле изучал Никола Тесла и чему учил Иисус)
Интересно ещё, что эти волны не распространяются в среде (не распространяются в эфире, который искали в конце 19 века), а являются волнами вероятности, так как электромагнитная волна - это просто удобный способ усреднённого описания миллиардов фотонов. А каждый из фотонов имеет квантовое поведение. Интересно конечно было бы узнать, какая причина того, что колебания волны вероятности в квантовой механике такие же по природе, как и колебания волн на воде в плане того что они тоже гармонические.
Это свойства природы. Колебание не может быть не гармоническим из определения что есть гармоничское колебание. Если колебание периодическое но не чисто гармоническое значит на истояник колебания что-то действует.
@@dmytromykhailiuta9268 ну вот как раз и интересно почему оно гармоническое. Вполне могло бы быть и не гармоническим, но оно гармоническое в квантовой механике
@@Sol-En гармонические колебания описываются простым линейным дифференциальным уравнением, которое в силу своей простоты встречается много где в физике.
@@pavelgorokhov2976 да, колебания груза на пружине, колебания маятника, колебания тока в LC контуре и много где ещё. Интересно, что у того, что лежит в основе волнового поведения частиц есть нечто общее с маятником.
@@Ma_X64 Да, за этим изменением амплитуды и фазы вероятности частицы однозначно стоит некая более глубинная реальность до которой ещё не докопались
Вы рассматриваете случай линейной поляризации. При смещении эл. и м. фаз эл. м. волна будет элиптически поляризована (циркулярно). Так?
Очень интересно! Только не понятно: почему рассматривается поправка только к электрическому полю, а к магнитному нет? Получается, что электромагнитная волна рождается только из электрического поля?
Потому что эта антенна так устроена. Я ведь сказал, что если бы антенна представляла собой кольцо с током (магнитный диполь, то всё было бы ровно наоборот). А если антенна по размерам сопоставима с длиной волны, в ней сразу же идёт накачка энергии в магнитное и электрическое поля в сравнымых количествах.
Электромагнитная волна всегда рождается из электрического поля. Только электрическое поле может воздействовать на ту среду, в которой возникает волна. Магнитное поле - это следствие воздействия электрического поля. В реальной природе используются только электрические поля.
@@user-vv7cd4ov5f Всё это верно. Но вот только антенна, устроенная по принципу магнитного диполя (переменный ток в кольце) порождает вокруг себя прежде всего магнитное поле, а вихревое электрическое создаётся за счёт переменного магнитного в силу закона электромагнитной индукции. Поэтому технически в этой ситуации удобно говорить о том, что магнитное поле первично, а электрическое вторично. // А "среды, в которой возникает волна", согласно представлениям современной физики (которым уже почти 120 лет) не существует.
@@schetnikov Что-бы в магнитном диполе возникло магнитное поле, нужен электрический ток. А что-бы в проводнике появился ток нужно электрическое поле. Что касается среды: Любой волновой процесс может быть только в определённой среде. Для физиков-математиков среда не нужна.А для физиков "реалистов" - нужна. Если нет среды, то что передаёт энергию?
Магнитноге поле - это релятивистский эффект от электрического а не чтото самостоятельное
Если рассматривать распространение электромагнитных волн в вакууме то возможно в пространстве волны распространяются в виде магнитных возмущений, и нет там электрической составляющей. Ведь как известно электрическим током называют упорядоченное движение заряженных частиц - электронов. А если в вакууме нет свободных электронов (как в проводниках) то остаётся только магнитная составляющая. Электрическая составляющая может возникать только при прохождении магнитных волн в металлах (или иных материалов имеющих свободные электроны)...
"почему поля нарастают одновременно" - очень странный вопрос на самом деле: просто потому, что по другому быть не может. ))) (А картинка с колебательным контуром - только сбивает.) Для того чтобы понять происходящее нужно не рассматривать колебательную цепь СНАРУЖИ, нужно взять ОДИН из элементов ВНУТРИ. И все моментально станет понятно. ))))))))) Берем конденсатор (с ним проще) и залазим МЕЖДУ его пластинами. У нас на них увеличиваются заряды - растет Е. НО между плоскостями НЕ ТЕЧЕТ ТОК (там прокладка - диэлектрик или вакуум или воздух который хоть и хуже но тоже изолятор). Но переменное электростатическое поле Е обязано породить индукцию В и как понятно - она возникнет и будет РАВНА ПО ФАЗЕ и перпендикулярна по направлению. Теперь если мы отнесем заряженные плоскости в БЕСКОНЕЧНОСТЬ у нас по этой бесконечности будет распространятся ПЛОСКАЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ВОЛНА - в которой Е и В перпендикулярны и совпадают по фазе а частота их изменений - (или обратная к ней - длина волны) совпадает с частотой внешней накачки меняющей заряды на плоскостях нашего кондера. Одна мелочь - остается понять как убрать плоскости конденсатора в бесконечность ))))))))) И тут самое смешное - нужно ВЫВЕРНУТЬ конденсатор наизнанку. Так чтоб одна плоскость его стала параллельна земле (помните как выглядит символ заземления? это СОВСЕМ не случайность, как и заземление рации при работе) а второй - превратить в штырь ПЕРПЕНДИКУЛЯРНЫЙ земле. Мы получим штырьевую антенну ))))))))) У которой одной плоскостью конденсатора служит ВСЯ поверхность земного шара (т.е. условно бесконечность), а со второй все похуже - и радиосвязь напрямую зависит от высоты подъема такой антенны. А вот вместе они (+ включенный В РАЗРЫВ между "землей" и "штырем" высокочастотный генератор) образуют "тот самый диполь". Изображение которого в виде "гательки" на самом деле и служит источником первоначальных ошибок )))))))) там не гантелька, а две ее половинки между которыми и подается энергия. Аналогично можно рассмотреть и "магнитный диполь" (он же "магнитная антенна") но там все далеко не так легко визуализируеться. Успехов, Вы делаете большое дело, хоть в данном случае "на пальцах" у Вас не вышло (хотя можно было б ))))
Проще было бы сказать, что электромагнитная волна на выходе из проводника колебательного контура как бы выравнивается, приобретает форму правильной гармоничной синусоиды. В самом колебательном контуре буквально варится "каша" из гармоник вихревых токов.
@@Ma_X64 В зоне неоднородностей среды происходит дифракция электромагнитных волн, переизлучение от препятствий и активных экранов. На некотором удалении от антенны волна идёт в однородной среде уже по правилам "сферических вторичных волн" из принципа Гюйгенса-Френеля.
вспомнил случай из студенческой жизни. я работал в лаборатории на ЭПР-спектрометре, и первое время мы обсуждали с моим научным руководителем, аспирантом, особенности работы прибора. в один день он рассказал мне о том, как СВЧ излучение поглощается в резонаторе прибора. "в резонаторе образуется стоячая электромагнитная волна, вещество взаимодействует с ее магнитной компонентой, поэтому нужно, чтобы в центре была пучность магнитной компоненты" - "ну и электрической тоже, получается?" - "нет, у электрической там узел" - "погоди, но ведь..." - и мы к удивлению обнаружили, что у нас разное представление о бегущей электромагнитной волне, я твердо со школы знал, что ее компоненты бегут в фазе, он же говорил, что фаза смещена на π/2. и во многих книгах по ЭПР спектроскопии бегущую ЭМ волну рисуют именно со смещенем по фазе, чтобы затем показать, как стоячая волна образует пучность магнитного поля в центре резонатора. попробовал сейчас бегло ознакомиться с устройством резонатора - похоже, все намного сложнее...
Насколько я понимаю, в свободном пространстве ток как в диполе не протекает (нет проводника), однако, с ростом напряженности электрического поля увеличивается некий виртуальный ток (как если бы увеличили напряжение питания на некотором сопротивлении), за счет чего увеличивается напряженность магнитного поля. В свободном пространстве если нет электрического поля, нет и магнитного (и наоборот).
я конечно первый раз на канале и не знаю какие дебаты здесь преобладают... я не физик но позволю себе высказаться. любят люди прикрываться уравнениями Максвелла, хотя уравнения останутся верны вне зависимости от того что вы думаете и как представляете себе процессы - правильно или неправильно - никто вам не запретит пользоваться уравнениями. Но вот в чем проблема - колебательный контур - это система, её составляющие испытывают перетоки энергии. Электромагнитная волна это тоже гдето можно сказать система, неразрывно связанная с пространством/средой распространения, но раз уж она уже испущена - она всеми своими оформившимися размерностями уже не имеет никакого отношения к проводнику, ни к полям и эффектам, порождаемым оными, тут мостик обрывается. Поэтому то, что у волны магнитная и эл. составляющие совпадают по фазе - я вообщето считаю никак фундаментально не может быть связано с тем, откуда эта волна была испущена, и параметрами перераспределения энергий той системы А на пальцах лично для себя я вижу следующим образом (поправьте меня если это какимто образом противоречит уравнениям): не углубляясь в подробности почему электрон не может излучать волну без ядра (хотя на тех же пальцах это объясняется очень просто - электрон как таковой энергетически является "абсолютно упругим телом" и не способен аккумулировать энергию потенциального характера чтобы затем чтото "испустить" равноценное) - возьмем систему из одного атома. В связке с ней электрон испытывая ускорение - излучает волну. Я для себя даже не пытаюсь какие то образы в голове возбуждать, описывающие движение волны в пространстве - факт состоит в том, что ускорение электрона вызывает возмущение в пространстве, это возмущение/энергия передается со скоростью света и производит силовое воздействие на окружающие системы - такие же электроны и атомы, - в итоге можно сказать заряженные частицы "сцепляются" между собой в пространстве. Незнаю, лично мне на пальцах этого объяснения достаточно, чтобы спать спокойно и не чувствовать лишний раз себя должным чтото ещё самому себе объяснять продираясь там.. через релятивистские эффекты и теории относительности
Откуда в антенне вообще ток, если там нет замкнутой цепи?
Как в школе, ещё ни кто не понимает сущности явления, но тебя заваливают кучей формул.
Сущность это эмоциональная абстракция, которая как стереотип где-то помогает, а где-то мешает.
Вы правы. Ситуация сложная, конечно.
Почему в уравнения Максвелла поля не входят без производных?
Спасибо за видео! А можете ли сделать разбор гипотезы Николаева Г.В. о скалярном магнитном поле?
Здравствуйте, тогда уже и Томилина с его альтернативной электродинамикой. Разоблачать ..скажу помягче.. альтернативную науку энергетически затратно. Коли авторы займутся - низкий поклон. Не изучал канал - может знаете - были ли уже НЕантенны?
@@YuriiKostychov не помню такой темы
Нет, не можем. Опровержением сомнительных взглядов мы не занимаемся. О причинах можете догадаться сами.
Николаев Г.В. - большой (очень большой) путаник !
Один умный боевой маг сказал что Эл.ток идёт не по проводам а полем, вокруг проводника, то есть по моей догатке через эфир. И да , онже говорил что самое удобное вычисление производить в двенадцатеричной системе как у шумеров, и не будет никаких хвостов с дробями и допусками которые опускают при вычислении десятичеричной, и всё гармонично вписывается в вселенскую единую (как-то там) формулу поля.
Вопрос не по адресу. Передавайте привет боевому магу.
@@ivank2661 а вы его сами могёте найти в инете : Шалыгин А.
Спасибо, ваш ролик ответил на давно мучевший вопрос, раньше я склонялся к противоположному вашему решению. Связи с этим вопрос как распреденена энергия в бегущей плоской поляризованной электромагнитной волне? Получается энергия распределена по бегущим холмикам с максимумами в масимумах E и B?
Да, энергия поляризованной волны распределена в пространстве как квадрат синусоиды, то есть тоже синусоида. sin²x=(1-cos2x)/2
А теперь интересно узнать как выглядит поле вектора Пойтинга в ближней и дальней зоне диполя.
В ближней туда-cюда болтается (за малой разницей среднего потока вовне), в дальней направлено наружу и осциллирует в данной точке как квадрат синуса.
Здравствуйте! У меня вопрос, связанный с электричеством и магнетизмом: какие свойства и функции получатся у фруктов (ягод, овощей), облученных постоянными магнитными полями с различными свойствами? В этом случае различные свойства магнитным полям будут передавать конструктивные особенности соленоидов, намотанных с разным расстоянием между двумя соседними витками. Достаточно всего четырёх витков токопровода, чтобы соответствующее особое магнитное поле возникло. Намотка соленоида осуществляема в таком порядке: первый виток провода > 2й виток провода на расстоянии 1мм от первого > 3й виток провода на расстоянии 2*1мм=2 мм от 2го > 4й виток провода на расстоянии 2*2 мм=4 мм от 3го > 5й виток на расстоянии 2*4 мм=8 мм от 4го витка и так далее, вдоль разметочной линии на данном соленоиде. В данном случае расстояние между витками увеличивается в 2 раза на протяжении всей поверхности намотки провода. Независимо от длины такого соленоида, вызываемый в нём эл.ток будет создавать на концах соленоида магнитное поле с особыми свойствами, которые будут отличаться от свойств магнитного поля соленоида, намотанного с расстоянием между соседними витками с множителем 3, например. Ведь Пифагор утверждал (а я ему доверяю), что миром управляют числа и их соотношения. Поэтому в расстояние между соседними витками можно закладывать не только множители целочисленные, но и дробные (результат соотношения целых чисел). Отсюда разворачивается безконечное поле фундаментальных исследований о влиянии конкретного числа (целого, дробного) на живой физический мир, и на физические свойства флоры и фауны. Помните, к примеру, сказку о жёлтых и красных фруктах из одного сада: употребление красных способствовало росту ушей, а употребление жёлтых - возвращало уши к исходному размеру. Вот, эти деревья и росли под воздействием искомых магнитных полей. Думаю, деревянные и каменные предметы возможно заряжать такими магнитными полями, чтобы передавать нужные свойства полей какому-либо объекту флоры и фауны. Получаем аналогию с обще известными способами передачи и накопления магнитных свойств предметам.
Вот вам "на пальцах", без единой формулы: 1. Возьмем заряженный шарик, и начнем перемещать его вверх. 2. Перемещение заряженного шарика вызовет возникновение вихревого магнитного поля вокруг траектории его перемещения. 3. Остановим шарик и начнем перемещать его вниз. 4. Вихревое магнитное поле изменит свое направление. Таким образом, изменения направлений магнитного и электрического полей происходят одновременно. А так как скорость их распространения одинакова, то и до некоей удаленной от шарика точки электрическая и магнитная составляющие дойдут одновременно, что означает совпадение фаз (максимумов и минимумов) магнитного и электрического поля в электромагнитной волне.
А когда и почему поменялось направление эл.поля? Это из вашего сообщения не понятно
@@andreykuznetsov7442 На антенну подается переменный ток. Поэтому.
@@user-jo9ck7pb5n В предложенной модели с шариком нет ни антенны в обычном понимании, ни тока. Так что мой вопрос остается открытым
@@andreykuznetsov7442 Как это нет тока? Перемещение заряда (шарика) в пространстве это ток, а если есть ток, есть магнитное поле. Антенна тоже, получается, есть.
@@user-jo9ck7pb5n Хорошо, пусть это антенна. Не понимаю смену направления эл. поля на противоположное. Допустим, заряд положительный. Вектора эл. поля направлены от него независимо от направления и величины и скорости движения заряда, не так ли? Если так, то смены направления эл. поля на противоположное не происходит. В чем я ошибаюсь в этом рассуждении?
РЛС диапазон излучения в районе ДЦМ до СМ , импульс на магнетрон в районе 70 - 80 КВ ! Почему нет ионизации воздуха ( атмосферы ) , даже в районе излучателя, не проявляется напряжённость ? Предполагаю верны оба Ваших объяснения , если уточнять объект или среду рассмотрения (контур или вакуум) .
При высокой плотности мощности, объёмный пробой таки происходит.
помойму роторы это уже университетский курс физики/математики. поэтому ролик выглядит как объяснение физики для физиков и математиков. мне казалось что целевая аудитория у канала немного другая. либо смысл роторов надо разжевывать либо както без них обходиться. не претензия а так сказать мысли вслух
Если дипОль имеет значительные размеры (частоты низкие), то при протекании по нему тока, задержка по времени в начале диполя и в конце может быть довольно существенной. Это как-то сказывается на излучении поля антенной?
Совершенно верно. Такая антенна заметную долю энергии генератора превращает в энергию электромагнитной волны, а не гоняет эту энергию туда-сюда в ближней зоне.
Картинка с синфазными волнами смущает тем, что как будто энергия э/м поля куда-то пропадает с частотой П/2. Нам и на физике в универе говорили, что картинка в учебниках неправильная, и я сам считал, что суммарный вектор э/м индукции, равный условной 1, крутится вокруг оси и просто переходит через 4 крайних состояния "Е = 1 В = 0" -> "E = 0 B = 1" -> "E = -1 B = 0" -> "E = 0 B = -1" и т.д., если на него смотреть "спереди" в декартовых координатах. Соответственно, в фазе 45 градусов E = 0.707 B = 0.707. Теперь вообще непонятно что с этим делать.. Практически мир разрушился )
два раза пересматривал, всё равно не понял(( в осциляторе - есть сдвиг, и одно поле порождает другое, с привязкой к физическим габаритам излучателя, ок. далее волна уходит дальше и поля начинают вторично переизлучаться непосредственно друг от друга и зависят в бОльшей степени от длины волны, чем от излучателя (расчёт "поправки"), формулы с ротором об этом. Потом появляется сдвиг по фазе для электрического поля из-за конечности скорости света, и математически получаем аналогичную формулу для магнитного поля. Но ведь перед этим языком физики объяснялось, что одно поле порождает второе, и именно поэтому контур называется колебательным - энергия переходит из электрического поля в магнитное и обратно. В катушке с магнитное максимально, электрическое ноль, в конденсаторе - наоборот. если в излучателе это физически работает так. То почему волна вдали от излучателя - иначе. непонятно(( или объяснить это, что гребни волны на картинке E и B - соотносятся не друг к другу, а со сдвигом по фазе? как будто цепь распилить вдоль, а потом соединить, но не кольцами(соседние половинки), а каждую половинку соединять со следующей-сдвинутой по фазе. тогда просто рисунок не очень корректный, не отражает подобного сдвига.
Логика строится на утверждении, что изменяющееся магнитное поле рождает изменяющееся электрическое и наоборот. При этом забывается указать условия для этого утверждения: поле упорядоченно движущихся электронов (эл. ток) мы принимаем как магнитное поле, воздействующее на электроны в окружающем пространстве (например, создание разности потенциалов в проводниках). Разность потенциалов в замкнутой цепи приводит к току в цепи с созданием магнитного поля. Рассмотрение полей без их носителей (электронов) бессмысленно. Потому и синхронное изменение Е и Н полей, неизвестно по каким причинам распространение радиоволн с одинаковой скоростью допускается для разных частот. Т. е. скорость изменения полей можно объяснить только наличием среды. Возвращаемся к эфиру? А есть ли опыты с детектированием отдельно электрического или магнитного поля? Почему экранирование алюминиевой фольгой радиоприёмника с магнитной антенной прекращает приём электрического и магнитного поля радиоволн?
" Рассмотрение полей без их носителей (электронов) бессмысленно". Неужели? А когда астроном принимает на свой радио- или оптический телескоп свет или радиоволны с далёких галактик, этих электронов, которые его породили, может быть и нет давно, и во свяком случае, с ним они никак не связаны. Неужели чтобы говориль об электромагнитных волнах, надо вспоминать о породившем их миллионы, если не миллиарды лет назад движении заряженных частиц и объясгнять их через это движение?
9:15 Почему изменение магнитного поля даёт изменение электрического поля в уравнениях Максвелла ? Вроде изменение магнитного поля даёт напряжение, а не изменение напряжения. Думаю ошибка в у уравнении Максвелла. Спасибо за контент.
Зря вы так думаете. Ведь можно заглянуть например в википедию и проверить, а не "думать" (вообще-то точнее сказать так: не высказывать своё не очень обоснованное мнение, а разобраться в ним.)
Потому что элетромагнитное поле едино. Мы его описываем как две составляющие. На базе нынешних знаний так удобно и понятно. Ждем прорыва в понимании природы поля.
@@schetnikov Посмотрел, на странице wikipedia "уравнения Максвелла" так и написано "Переменный поток магнитного поля создаёт электрическое поле ( закон Фарадея )", а не переменное электрическое поле как в уравнении Максвелла.
@@ostanin_vadym Так это ещё одно уравнение, с током смещения. Закон Фарадея - это электромагнитная индукция, а это у равнение описывает симметричную ей магнитоэлектрическую индукцию.
В уравнении Максвелла вообще-то разные изменения: магнитное поле изменяется по времени, а электрическое по координате, ибо операция ротора есть дифференцирование по координатам. Если же вихревое электрическое поле циркулирует в проводнике, то оно создаёт напряжение (точнее, ЭДС) и никакого противоречия нет. Формулировка Максвелла электромагнитной индукции более широка, чем у Фарадея (є=-dФ/dt), потому что утверждает, что вихревое электрическое поле возникает независимо от того, есть проводник или нет. Также не следует путать напряжение с напряжённостью и их обозначения ("фигурная" Е для ЭДС и обычная Е для напряжённости).
Это всё здорово, но показать не получилось - где эксперимент? Одна схоластика) сначала вывел одно, потом другое, что такое ротор я вообще знал плохо а забыл хорошо - эксперимент давайте)))
Чем больше формул, тем меньше зрителей.
не в этом случае. тут эфирщики уже подтянулись, и множество мыслителей на другие связанные темы.
Кто зает, можно ли изменить направление волны с помощью простого вибротора герца настроеного в резонанс с источником без усилителя? Например между источьником и приёмником находится холм мешающий прохождению волны. На холме ставим этот резонатор и волна идёт за холм к приёмнику. Анологично как свет от фонарика светит на верх холма, там от зеркала отражается и идёт за холм к наблюдателю. И прокатит ли это с мобильной связью? Работал в детском лагере, (130 человек) там связь очень плохая. Хотелось бы что-то простое подешевле чтобы связь стала лучше.
Здравствуйте. Можете сделать ролик, который хотя бы немного бы приблизил , к пониманию что из себя представляет Шаровая Молния , с точки зрения известных физических законов.... Просто моя бабушка , рассказала историю, как к ней залетел шипящий шар, размером с бильярдный мяч, светящийся голубым свечением....Залетел на кухню, через открытое окно, даже не во время грозы, а при пасмурной погоде, вечером около 7 часов.... Когда он влетел, она обернулась, и увидела его на секунду-максимум 2, При этом , от медленной скорости, он резко как молния , ускорился и ударился в вентиляционную решетку около потолка.... Хлопнул как петарда и исчез, оставив после себя небольшую копоть , т.к около вентиляции есть скопление пыли на решетке , эта копать на расстоянии 10см от решетки испачкала стену.... И на этом собственно история закончилась...Бабушка за всю свою жизнь, первый раз столкнулась с таким чудом света...Раньше знала о таком, только по рассказам...Если есть этому феномену практическое объяснение , то почему в лабораториях не могут до сих пор , создать такую же, и детально уже изучить, это же возможно прямой путь, к супер емкому конденсатору , а так же возможно и протекание ядерных реакций в какой т остепени...
Из земли они состоят, японцы лет 10 назад сняли спектр шаровой молнии. Там были всякий кремний и прочее, что в местной почве присутствует.
@@TheSly1987 ага, это какой то мизер, который экспериментаторы , выдали как за исключительную правду, скорее даже доводы и предположения, а не эксперимент ... Шаровую молнию, насколько известно лично мне, в мире еще никто не смог повторить....Она в природе висит в воздухе, от1 минуты и более, потом резко как молния бьет в заземление, и исчезает.... Притом это заземление она выбирает не по физическим логическим законам а каким то своим.... Например может ударить в дерево, которое от нее в 10 метрах, а металлический забор буквально в метре от нее...И т.д ...
Шаровая молния формируется по закону кумулятивной струи. Но скорость света - конечная величина, потому и закручивается в бублик.
@@svas1976 Это вы на "ходу" придумали? Или в лаборатории таким методом ее получали?
@@user-sn9gi8pj5y Это ещё никола Тесла показал, что если ионосферную обкладку конденсатора, имеющую большой радиус кривизны и находящуюся в зоне пучности напряжения стоячей волны разрядить в Землю, то вниз полетит тороидальный вихрь (шаровая молния). В центре удара деревья остались стоять, а вокруг - повалены и под землёй у всех обожжённые корни, кака от удара обычной молнии.
Хорошо, вблизи антенны сдвиг почти 90 градусов, далеко от антенны сдвига почти нет, а на каком расстоянии происходит изменение сдвига и с какой скоростью?
Для меня, и не только для меня, электромагнитная волна (поле) составляет единое целое, эта волна (поле) в зависимости от наших измерений в пространстве проявляет себя или как магнитная составляющая или как электрическая составляющая, какая то больше, какая то меньше, в зависимости от времени или точки измерения. Именно так, сменяя друг друга распространяется волна, как и везде в природе, других механизмов не существует. К тому же максимумы пиков волн сдвинуты во времени на Pi/2. Итого чтоб не говорили и не объясняли формулами, логика говорит, что существует сдвиг и в пространстве и во времени электрической и магнитной составляющих общего электромагнитного поля.
А теперь, все таки, хотелось бы узнать, что колеблется в этом процессе. В школе нас учили, что колебательные процессы в природе происходят в результате попеременного перетекания одной формы энергии в другую. Здесь же, на графике, я вижу, что энергия волны, в какой то момент, вырождается в ноль, а потом чудесным образом возникает ниоткуда.
Представьте себе, что мимо вас идёт поезд. И в вагонах пассажиры сидят, а на сцепках нет. А вы смотрите, есть ли пассажиры напротив вас. И они то есть, когда мимо проходит вагон, то их нет, когда мимо проезжает сцепка. Так как же быть согда с законом сохранения пассажиров? А ведь здесь в точности та же самая история. Энергия сохраняется, а плотность энергии в данной точке сохраняться не обязана, нет такого закона.
@@schetnikov Если я правильно понял. Энергия в нулевых точках сжимается в ноль? Мы же видим по графику, что и магнитная (суть, кинетическая энергия тока) и и потенциальная, энергия напряжения, равна в данной точке нулю. Пассажиры это не энергия и не они двигают поезд, так что пример не корректен. А вот толчок локомотива двигающейся волной по составу, эту энергию можно вполне посчитать в каждой точке и она никогда не будет равна нулю, так как волна идет по вполне по материальной среде.
@@user-AlecseyI Нет такого закона, чтобы в каких-то точках в какие-то моменты времени плотность энергии не была равна нулю. Закон соххранения энергии говорит, что скорость изменения энергии в замикнутом объёме равна потоку энергии через поверхность, которая охватывает этот объём. И всё. Всё прочее - разговор ни о чём. И кажется, я даже знаю, откуда этот ветер дует. // Вам это объяснит любой физик, понимаете - любой. А люди, которые на ютубе мутят воду, физиками только назыаются, а на самом деле это полные проходимцы.
@@schetnikov Так я об этом и толкую. Хотелось бы послушать объяснения по настоящему компетентного человека. Сам я не физик, но что то знаю, по профессии инженер электронщик. Помню, когда учился, ставили опыт с волной в проводнике. Там все было наглядно и ясно. В точках где максимальный потенциал, ток минимальный, и наоборот. Это можно измерить, и это логично, идет обмен энергиями кинетической и потенциальной, отсюда и колебания. Но этого нет в приведенном графике. Непонятно.
@@user-AlecseyI Замените в моём объяснении вагон с пассажирами на полуволну, а сцепку на узел волны.
Физики давньім-давно должньі бьіли нарисовать график изменения фазьі ЕМ-волньі в зависимости от расстояния до диполя Герца и пояснить, почему ЕМ-волне "удобнее" излучаться в пространство порциями (квантами), а не со сдвигом по фазе в 90 град.