Електромагнітне випромінювання. Основні хибні уявлення.
Це трохи адаптована інформація, яку я вже доніс дітям. Може, і вам знадобиться.
Якось зіткнувся з тим, що дуже багато людей, які добре вчили фізику в школі, перебувають у полоні одного хибного уявлення про природу електромагнітних коливань.
Електромагнітні коливання оточують нас повсюди й залежно від частоти коливань традиційно мають різні назви. Радіохвилі, інфрачервоне, тобто теплове, випромінювання, видиме світло, ультрафіолет, рентген, гамма-промені тощо.
Так от, багато хто, міркуючи про них, їхні властивості, взаємодію з речовиною, вважає, що існує якась речовина, яка заповнює весь Всесвіт, а коливання цього середовища і є електромагнітними коливаннями. На спробу пояснити, що це не так, упиралися й запитували: «То що ж усе-таки коливається?»
(Раніше для цього був термін «світовий ефір», як для переносника тепла — «теплород», а також були терміни «небесна твердь» для неба й багато інших цікавих визначень.)
Пояснюю. Усі незрозумілі терміни раджу переглядати в інтернеті, наприклад, у Вікіпедії.
Ви потрапили в пастку термінів, яку підтримують шкільні підручники. Коли в них проводять аналогію між звуковими коливаннями, хвилями на воді та електромагнітним випромінюванням. Ось вона, справжня небезпека аналогій! Коли, як я, не попереджають у дужках, що вона дурнувата, але кращої аналогії просто не вигадав.
Не можна ці коливання порівнювати. Краще б із коливаннями успішності учнів порівняли )))
Тому що закономірне запитання після читання таких підручників: «А що, власне, коливається?»
А аналогія від самого початку, по суті, була неправильною. Магнітне й електричне поля, що становлять дві сторони «монети» електромагнітної взаємодії, мають власну енергію, є самостійною сутністю, яка не потребує підкладки для запису й кур’єра для передавання.
Вони, звісно, взаємодіють із віртуальними частинками, якими «кипить» вакуум. Вони взаємодіють із гравітаційними полями, світло викривляється в гравітаційному полі — почитайте про «гравітаційні лінзи».
Тобто це не щось ефемерне, що потребує для існування чогось іще, на кшталт світового ефіру, а повноправний стан матерії.
Тому правильно говорити не про коливання, а про зміни в часі величини електричної та магнітної складових електромагнітного поля. От якщо числові значення цієї величини нанести на графік, тоді й вийде намальована хвиля. Якщо вважати, що будь-яка величина, яка періодично змінюється в часі, є хвилею, тоді можна говорити про хвилі закоханості й хвилі успішності, хвилі енергоспоживання й хвилі патріотизму. Адже це теж періодичні процеси.
Але термін «електромагнітна хвиля» прижився й каламутить мізки вже не одному поколінню. Хоча правильніше говорити «електромагнітне випромінювання». Відчуваєте, що за такої назви якось відпадає внутрішня потреба задумуватися, що ж хвилюється?
Ось визначення з Вікіпедії:
«ЕлектромагнІтне випромІнювання (електромагнітні хвилі) — збурення (зміна стану) електромагнітного поля, що поширюється в просторі, тобто електричного й магнітного полів, які взаємодіють між собою».
Просто й коректно.
Самого процесу механічного коливання там стільки ж, скільки в коливаннях ринку цінних паперів. Хто коливається? Брокери, папери, коментатор подій? ))) Або в коливаннях настрою.
Тому, говорячи про електромагнітні коливання, не потрібно вмикати уяву й уявляти частинки чогось, які піднімаються вгору й опускаються вниз. Якщо ви вирішили якось вивчити мікросвіт і його закони, а це — квантова механіка, хоча й не лише вона, то ось із чого треба починати:
Описи дослідів, проведених фізиками. Математика, яка їх описує. Розв’язати кілька задач самостійно, причому краще не абстрактних, а прив’язаних до конкретного фізичного явища. Адже завдання — не чистою математикою пройнятися, а її зв’язком зі спостережуваними явищами.
Тоді ви чогось досягли.
І обережніше ставтеся до читання літератури, розрахованої на вищий рівень освіти. Річ у тім, що багато фізиків, хіміків, біологів у лекціях, навіть виданих як підручники, дозволяють собі жарти й вільності. Вони цілком зрозумілі тим, на кого ці лекції розраховані, але можуть поставити в глухий кут людину, не знайому на належному рівні з предметом, який розглядається.
Приклад лекції Фейнмана, де цілком могла прозвучати фраза: «Летить веселий жовтий електрон». ))))
Студента-фізика це розвеселить. Школяра спантеличить і введе в оману. Перерослого товстолоба змусить лаяти Фейнмана, який знущається зі школярів.
А він не школярам писав. І навіть не першокурсникам. У Фейнмана є й науково-популярні лекції для всіх.
Необов’язкове доповнення.
Декого смішать чи спантеличують терміни й назви у фізиці. Усе через брак знань. Причому в багатьох цей брак обтяжений активним негативізмом. Ось кілька фраз, які я чув:
— Понавигадували, гади, такого, що простій людині й не зрозуміти (цей конкретний індивід і шкільну фізику осилити не захотів).
— Я не зрозумів, вони не могли вигадати щось простіше? (Після перегляду науково-популярного фільму BBC.)
— Навіщо вона взагалі потрібна, ця фізика? (Інтереси цього обмежувалися нескінченним тюнінгом машини й обмиванням цієї події. Це так дістало його сім’ю, що жив він уже сам.)
Тому якщо щось нецікаво — не переймайтеся! Фізики без вас точно переживуть )))
Зі мною можна зв’язатися за адресою.
314159_alexandr_albov@rambler.ru
Це крім «листа авторові» та рецензій.
http://proza.ru/avtor/ozzy72 — авторська сторінка
Джерело: авторська публікація на Proza.ru.