Мне говорят: «У вас волны какие-то неправильные. Ведь волны это колебания среды, и они передаются в среде от одной точки к другой. А вы говорите среды нет, а волны есть. Так не бывает». А не бывает ли, в самом деле? Но обо всем по порядку.
Прежде всего, напомню, что волны – принципиально периодический процесс. Такие процессы разлагаются в ряд Фурье. Поэтому достаточно говорить только о синусоидальном процессе (чтобы не отвлекаться на второстепенные детали). Далее, по тем же соображениям будем рассматривать только точечный источник волны (электромагнитной, то есть и световой). Волновой фронт будет иметь форму шарового слоя толщиной NL(в), где N – число периодов, а L(в) – длина волны. И этот шаровой слой будет раздуваться со скоростью c. Следуя терминологии Г. Ландсберга, я для краткости буду называть его волновым цугом. Все мы знаем, как происходит передача периодического процесса на расстояние в среде (акустические волны), поэтому сосредоточим свое внимание на электромагнитной волне в вакууме.
Легко видеть, что такая волна не нуждается в «среде». Почему? Да потому, что «среда» уже имеется в самой волне (внутри волнового цуга). И что это за «среда»? Да это и есть само электромагнитное поле. Именно поэтому мы приписываем ему свойство материальности. И эта среда внутри волнового цуга уже пространственно распределена по синусоидальному закону (с периодом, равным длине волны). Поэтому когда на пути волны стоит приемник (прибор), то он отметит колебания этой самой «среды», которая набегает на него со скоростью c. Если источник и приемник – неподвижны относительно друг друга, то прибор (или приборы) отметит ту же самую частоту, ту же самую длину волны, ту же самую скорость c, какова она была и в источнике волны. Разница будет только в амплитуде измеряемой величины. В таком случае, говорить о необходимости какой-то «среды», заполняющей пространство между источником и приемником становится уже поздно.
Легко видеть, что волновой цуг ведет себя совершенно аналогично движущейся в вакууме материальной точке. В отсутствие внешних сил, согласно 1-му закону Ньютона, она двигается равномерно и прямолинейно. В таком случае и все содержимое этой точки также двигается равномерно и прямолинейно. Но и волновой цуг также двигается (по радиусу сферы) равномерно и прямолинейно, и все содержимое этого волнового цуга двигается точно также, равномерно и прямолинейно. А это означает, что на волновой цуг также не действуют никакие внешние силы. Вопрос об отсутствии внешних сил, действующих на волновой цуг, для меня лично понятен, но читатель, конечно, может обдумать его и сам. Итак, волновой цуг при распространении, ни в коем случае ни сжимается, и ни растягивается в пространстве (как гармошка, и как это полагают релятивисты). Его длина волны (в вакууме) при движении всегда одна и та же, она задается источником волны.
Итак, имеются два варианта распространения волны. 1-й – когда среда (типа воздух, жидкость, эфир и т. д.) есть. 2-й – когда такой среды нет. Ко второму варианту как раз и относятся: электромагнитные волны, волны де Бройля, предположительно гравитационные волны, а также возможно и некоторые другие.
Несколько слов о мифе: якобы, электромагнитная волна не подчиняется преобразованию Галилея. Как раз она-то и подчиняется этому преобразованию, в отличие от акустических волн. Рассмотрим только одномерное движение по оси OX. Как выглядит преобразование Галилея по отношению к материальной точке? А так: x/ = x – vt, t/ = t. А как выглядит преобразование Галилея по отношению к волновому фронту? А так:
x/ = ct – vt = (c – v)t = x(1 – v/c) , t/ = t. Почему так? Да потому, что по отношению к волновому фронту источник волны всегда находится в начале АСО (смотри предыдущую мою тему об опыте Майкельсона), а значит, координата фронта всегда должна удовлетворять соотношению x = ct. А часы должны включаться в момент зарождения волнового фронта, а не как попало. Как попало часы можно включать по отношению к материальной точке, которая, по предположению может существовать вечно, но по отношению к волновому фронту этот номер не пройдет. Что с того, что часы будут включены раньше? Из их показаний все равно придется вычесть время несуществования волнового фронта, и получится то же самое. А теперь сделайте замену переменных в уравнении, используя последнюю форму преобразования. Математически это проще всего сделать в волновом уравнении Максвелла, потому как там только одна из величин: E, D, H, B. И вы получите то же самое волновое уравнение, в котором вместо c появится или c – v, или c + v. Минус, когда штрихованная система отсчета двигается в направлении c, а плюс когда все происходит наоборот. Но так и должно быть, согласно преобразованиям Галилея. И, обратите внимание, всюду время одно и то же, t/ = t, показания всех часов мы обязаны пересчитать к показаниям часов, находящихся в начале АСО, а значит, мы обязаны уметь делать такие пересчеты по правилам науки. О том, как правильно пользоваться часами, особенно движущимися, я уже много писал. В наиболее доступной форме это изложено в моей книге: Анатолий Овчинников. Возможны ли измерения в теории относительности? Конечно, нет! Москва: ЛитРес: Самиздат, 2023. Смотри здесь пункт 11. Замечу, что именно излишняя самоуверенность физиков в вопросе о правильном применении часов (особенно движущихся) и дала толчок к появлению теории относительности. А, между тем, утверждение, что t/ не равно t, есть просто выдумка Эйнштейна, до сих пор не подтвержденная никакими опытами.
Ну а что же эфир? Физикам 19-го века рассуждения об эфире вполне простительны. Ведь тогда считалось, что математическая точка, имеющая бесконечно малые размеры, тождественна физической точке. И у физиков тогда эфир состоял именно из таких, бесконечно малых размеров, точек. И эти точки у них образовывали непрерывную среду. Сегодня мы знаем, что физические точки не такие, они конечных размеров (см. элементарные частицы). Между такими точками всегда есть некоторое пространство (по современным взглядам, заполненное полями). И никакой непрерывной среды не получится.
Учитывая все сказанное ранее, следует признать, что рассуждения об эфире в современной науке являются довольно архаичными, и не являются какими-то очень необходимыми. Объяснение явлений природы следует искать без применения понятия эфир. В своей прежней заметке я уже говорил, что ситуация с эфиром почти комична (никак не можем избавиться ни от эфира, ни от Бога, ни от Сатаны). Но, как говорится у медали – две стороны. И вторая сторона этой ситуации весьма серьезна. Пусть, например, какой-то шарлатан от науки объявит, что он обнаружил эфир. Среди священников найдутся люди гораздо умнее любого физика. И они скажут: «Эфир обнаружен. Эфир это – мозг Бога. Поэтому Бог знает все сразу и всюду. Мозг бога существует, значит и Бог существует. А мы вам что говорили? А вы не верили! И зря»! И это уже не смешно.
- Код ссылки на тему, для размещения на персональном сайте | Показать
