Особенная волна Максвелла.
Теория Максвелла – это поля. Поля никуда не распространяются. Они, скорее, простираются, и убывают с квадратом расстояния. Для их возникновения, как обычно, требуется заряд. Максвелл использовал проводник с переменным током, которых в природе примерно столько же сколько и пластика. Особенность полей, возникающих при переменном токе, состоит в том, что магнитное и электрическое поле плавно сменяли друг друга, собственно, друг друга порождая. Пока одно поле набирало силу, другое убывало, потом наоборот. Никакого света в его экспериментах не наблюдалось. Именно этот процесс и описывается уравнениями Максвелла.
Плоская синусоидальная волна в теории света этими уравнениями описываться не может, поскольку представляет из себя совсем другой процесс. Во-первых, волна – это совсем даже не поле, и она способна распространяться. Во-вторых, такая волна обходится вовсе без заряда – ничем. Из этого «ничего» одновременно возникают два вектора: вектор электрической составляющей E, и магнитной составляющей H. Некоторое время они растут, потом одновременно же убывают до нуля. То есть, до ничего. Это ничего поворачивается на 180°, и из него опять возникают векторы Е и Н. Согласитесь, что два столь разных процесса не могут быть описаны одними и теми же уравнениями.
Однако, картинка не совсем соответствует описанию потому, что точка – это совсем даже не ноль, и мы взяли на себя смелость ее немного подправить:
Вот такие «пирожки» и составляют плоскую синусоидальную электромагнитную волну.
По большому счету, ничего волнового, в смысле похожего на волну, в этих пирожках нет. У обычной волны энергия связанна с амплитудой, частота может быть, любой. Обычно, чем больше длина волны, тем больше амплитуда, и тем больше энергия такой волны.
У плоских синусоидальных пирожков энергия зависит от частоты (E=hV. где h – постоянная Планка; V – частота). И в отличие от нормальной волны, энергия электромагнитной волны тем больше, чем меньше длина волны. То есть, наоборот.
Длину электромагнитной волны обеспечивают два пирожка: один пирожок – фаза; ничего; второй пирожок – противофаза, и, собственно говоря, одну «частотину». Независимо от длины волны и амплитуды, энергия двух таких пирожков связывается с постоянной Планка. Поэтому сколько не складывай амплитуды плоской синусоидальной волны – на выходе, все равно, будет h, а общая энергия такой волны не изменится. Но зависнув во временах Гюйгенса, ученые до сих пор не могут уловить разницу между волной и пирожковой химерой, поэтому упорно складывают амплитуды водяной волны. И не очень заботятся о количестве «частотин» световой волны. Если для круговой (циклической) частоты (ω=V2π) они, все же, предусмотрели редуцированную постоянную Планка (ħ=h/2π), то для трехметрового цуга как-то забыли. То есть энергия цуга уже как-то от частоты и не зависит, ибо частотин в три метра, как Вы понимаете, войдет гораздо меньше, чем в 300 000 000, и уж тем более в 1884000000. А в то, что нынче научились выдавать на фемтосекундном лазере и того меньше, что, впрочем, на энергии, так же, не отражается. Хотя при эффекте Доплера от количества частотин энергия вдруг очень даже зависит.
Еще одной особенностью плоской синусоидальной волны является ее полная независимость от других э/магнитных явлений. Частота света никак не коррелирует с частотой э/м колебаний. Например, при частоте в электрической сети 50Гц, свет получается самый разнообразный. Зависит от температуры источника. Поэтому даже после выключения тока, остывающая спираль лампочки, еще некоторое время излучает красный – инфракрасный свет. В отличие от э/м полей свет не задерживается металлическими сетками, не поддается влиянию э/м полей, не проникает через картонку…
В общем, для особой волны требуется особое понимание, которое доступно только математикам потому, что для них нормально решать конкретный пример, не заботясь о совместимости с другими параграфами примерами, и в отрыве от реальных процессов. Ну получилось полтора землекопа, значит – полтора. Возникают вектора из ничего, значит – возникают. Оказываются череда пирожков частицей при фотоэффекте, значит – оказывается.