в какой среде распространяется радиоволна

В какой среде распространяется радиоволна

Электромагни́тные во́лны / электромагни́тное излуче́ние — распространяющееся в пространстве возмущение (изменение состояния) электромагнитного поля.

Среди электромагнитных полей, порождённых электрическими зарядами и их движением, принято относить к излучению ту часть переменных электромагнитных полей, которая способна распространяться наиболее далеко от своих источников — движущихся зарядов, затухая наиболее медленно с расстоянием.

Электромагнитные волны подразделяются на:

радиоволны (начиная со сверхдлинных),
терагерцовое излучение,
инфракрасное излучение,
видимый свет,
ультрафиолетовое излучение,
рентгеновское излучение и жёсткое (гамма-излучение) (см. ниже, см. также рисунок).

Электромагнитное излучение способно распространяться практически во всех средах. В вакууме (пространстве, свободном от вещества и тел, поглощающих или испускающих электромагнитные волны) электромагнитное излучение распространяется без затуханий на сколь угодно большие расстояния, но в ряде случаев достаточно хорошо распространяется и в пространстве, заполненном веществом (несколько изменяя при этом своё поведение).

Без затуханий. Это кто ж такой бред пишет. Тогда это не волновой процесс. Все волновые процессы затухают согласно определению. даже стоячие волны.

Добавлено 24.11.17, 12:49

Электромагни́тное взаимоде́йствие — одно из четырёх фундаментальных взаимодействий. Электромагнитное взаимодействие существует между частицами, обладающими электрическим зарядом[1]. С современной точки зрения электромагнитное взаимодействие между заряженными частицами осуществляется не прямо, а только посредством электромагнитного поля.

С точки зрения квантовой теории поля[2] электромагнитное взаимодействие переносится безмассовым бозоном — фотоном (частицей, которую можно представить как квантовое возбуждение электромагнитного поля). Сам фотон электрическим зарядом не обладает, но может взаимодействовать с другими фотонами путём обмена виртуальными электрон-позитронными парами.

Из фундаментальных частиц в электромагнитном взаимодействии участвуют также имеющие электрический заряд частицы: кварки, электрон, мюон и тау-лептон (из фермионов), а также заряженные калибровочные W±-бозоны. Остальные фундаментальные частицы Стандартной Модели (все типы нейтрино, бозон Хиггса и переносчики взаимодействий: калибровочный Z0-бозон, фотон, глюоны) электрически нейтральны.

Электромагнитное взаимодействие отличается от слабого[3] и сильного[4] взаимодействия своим дальнодействующим характером — сила взаимодействия между двумя зарядами спадает только как вторая степень расстояния (см.: закон Кулона). По такому же закону спадает с расстоянием гравитационное взаимодействие. Электромагнитное взаимодействие заряженных частиц намного сильнее гравитационного, и единственная причина, по которой электромагнитное взаимодействие не проявляется с большой силой в космических масштабах — электрическая нейтральность материи, то есть наличие в каждой области Вселенной с высокой степенью точности равных количеств положительных и отрицательных зарядов.

В классических (неквантовых) рамках электромагнитное взаимодействие описывается классической электродинамикой.

Добавлено 24.11.17, 13:10

Добавлено 24.11.17, 13:12

Волновой процесс может иметь самую разную физическую природу: механическую, химическую (реакция Белоусова — Жаботинского, протекающая в автоколебательном режиме каталитического окисления различных восстановителей бромисто-водородной кислотой HBrO3), электромагнитную (электромагнитное излучение), гравитационную (гравитационные волны), спиновую (магнон), плотности вероятности (ток вероятности) и т. д. Как правило, распространение волны сопровождается переносом энергии, но не переносом массы.

Многообразие волновых процессов приводит к тому, что никаких абсолютных общих свойств волн выделить не удаётся[1]. Одним из часто встречающихся признаков волн считается близкодействие, проявляющееся во взаимосвязи возмущений в соседних точках среды или поля, однако в общем случае[уточнить] может отсутствовать и оно[1].

Где тут про затухание?

Добавлено 24.11.17, 13:29

Добавлено 24.11.17, 13:43
Ну и еще про пустоту в космосе: Поляризация вакуума

Источник

Теория радиоволн: ликбез

Думаю все крутили ручку радиоприемника, переключая между «УКВ», «ДВ», «СВ» и слышали шипение из динамиков.
Но кроме расшифровки сокращений, не все понимают, что скрывается за этими буквами.
Давайте ближе познакомимся с теорией радиоволн.

Радиоволна

Длина волны(λ) — это расстояние между соседними гребнями волны.
Амплитуда(а) — максимальное отклонения от среднего значения при колебательном движении.
Период(T) — время одного полного колебательного движения
Частота(v) — количество полных периодов в секунду

Существует формула, позволяющая определять длину волны по частоте:

Где: длина волны(м) равна отношению скорости света(км/ч) к частоте (кГц)

«УКВ», «ДВ», «СВ»

Сверхдлинные волны — v = 3—30 кГц (λ = 10—100 км).
Имеют свойство проникать вглубь толщи воды до 20 м и в связи с этим применяются для связи с подводными лодками, причем, лодке не обязательно всплывать на эту глубину, достаточно выкинуть радио буй до этого уровня.
Эти волны могут распространяться вплоть до огибания земли, расстояние между земной поверхностью и ионосферой, представляет для них «волновод», по которому они беспрепятственно распространяются.

Длинные волны(ДВ) v = 150—450 кГц (λ = 2000—670 м).

Этот тип радиоволны обладает свойством огибать препятствия, используется для связи на большие расстояния. Также обладает слабой проникающей способностью, так что если у вас нет выносной антенны, вам вряд ли удастся поймать какую-либо радиостанцию.

Средние волны (СВ) v = 500—1600 кГц (λ = 600—190 м).

Эти радиоволны хорошо отражаются от ионосферы, находящейся на расстоянии 100-450 км над поверхностью земли.Особенность этих волн в том, что в дневное время они поглощаются ионосферой и эффекта отражения не происходит. Этот эффект используется практически, для связи, обычно на несколько сотен километров в ночное время.

Короткие волны (КВ) v= 3—30 МГц (λ = 100—10 м).

Подобно средним волнам, хорошо отражаются от ионосферы, но в отличии от них, не зависимо от времени суток. Могут распространяться на большие расстояния(несколько тысяч км) за счет пере отражений от ионосферы и поверхности земли, такое распространение называют скачковым. Передатчиков большой мощности для этого не требуется.

Ультракороткие Волны(УКВ) v = 30 МГц — 300 МГц (λ = 10—1 м).

Эти волны могут огибать препятствия размером в несколько метров, а также имеют хорошую проникающую способность. За счет таких свойств, этот диапазон широко используется для радио трансляций. Недостатком является их сравнительно быстрое затухание при встрече с препятствиями.
Существует формула, которая позволяет рассчитать дальность связи в УКВ диапазоне:

Так к примеру при радиотрансляции с останкинской телебашни высотой 500 м на приемную антенну высотой 10 м, дальность связи при условии прямой видимости составит около 100 км.

Высокие частоты (ВЧ-сантиметровый диапазон) v = 300 МГц — 3 ГГц (λ = 1—0,1 м).
Не огибают препятствия и имеют хорошую проникающую способность. Используются в сетях сотовой связи и wi-fi сетях.
Еще одной интересной особенностью волн этого диапазона, является то, что молекулы воды, способны максимально поглощать их энергию и преобразовывать ее в тепловую. Этот эффект используется в микроволновых печах.
Как видите, wi-fi оборудование и микроволновые печи работают в одном диапазоне и могут воздействовать на воду, поэтому, спать в обнимку с wi-fi роутером, длительное время не стоит.

Крайне высокие частоты (КВЧ-миллиметровый диапазон) v = 3 ГГц — 30 ГГц (λ = 0,1—0,01 м).
Отражаются практически всеми препятствиями, свободно проникают через ионосферу. За счет своих свойств используются в космической связи.

AM — FM

Зачастую, приемные устройства имеют положения переключателей am-fm, что же это такое:

AM — амплитудная модуляция

Это изменение амплитуды несущей частоты под действием кодирующего колебания, к примеру голоса из микрофона.
АМ — первый вид модуляции придуманный человеком. Из недостатков, как и любой аналоговый вид модуляции, имеет низкую помехоустойчивость.

FM — частотная модуляция

Это изменение несущей частоты под воздействие кодирующего колебания.
Хотя, это тоже аналоговый вид модуляции, но он имеет более высокую помехоустойчивость чем АМ и поэтому широко применяется в звуковом сопровождении ТВ трансляций и УКВ вещании.

На самом деле у описанных видом модуляции есть подвиды, но их описание не входит в материал данной статьи.

Еще термины

Интерференция — в результате отражений волн от различных препятствий, волны складываются. В случае сложения в одинаковых фазах, амплитуда начальной волны может увеличиться, при сложении в противоположных фазах, амплитуда может уменьшиться вплоть до нуля.
Это явление более всего проявляется при приеме УКВ ЧМ и ТВ сигнала.

Поэтому, к примеру внутри помещения качество приема на комнатную антенну ТВ сильно «плавает».

Дифракция — явление, возникающее при встрече радиоволны с препятствиями, в результате чего, волна может менять амплитуду, фазу и направление.
Данное явление объясняет связь на КВ и СВ через ионосферу, когда волна отражается от различных неоднородностей и заряженных частиц и тем самым, меняет направление распространения.
Этим же явлением объясняется способность радиоволн распространяться без прямой видимости, огибая земную поверхность. Для этого длина волны должна быть соразмерна препятствию.

Источник

Знание школьникам: глобальная ошибка в теории излучения радиоволн!

Продолжаю цикл статей, посвящённых становлению так называемой современной физики, скрывающей от нас многие истины об устройстве Природы. Начало здесь: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7.

Сегодня читателю предлагается узнать о глобальной ошибке в теории излучения радиоволн в том числе и всеми мобильными телефонами!

Эта ошибка стала мне лично очевидной только после того, как я смог понять механизм возникновения электрического и магнитного полей. Уверен, что все другие специалисты давно бы увидели эту глобальную ошибку в теории излучения радиоволн, если бы они понимали их природу на уровне процессов, протекающих в материи, а не слепо оперировали терминами «магнитное поле», «электрическое поле», «электромагнитное поле» как догмами (как это принято в религии).

Итак, в чём же состоит эта глобальная ошибка в теории излучения радиоволн?

В 1831 году великий английский экспериментатор Майкл Фарадей открыл явление электромагнитной индукции, природу которого он объяснил следующим образом.

Окрестность всякого заряженного тела пронизана электрическими силовыми линиями, которые передают «силу», и аналогично энергия магнитного поля течёт вдоль магнитных силовых линий. Эти линии не следует рассматривать как условные абстракции, они представляют собой физическую реальность. При этом: всякое изменение электрического состояния среды порождает магнитное поле, а всякое изменение магнитного состояния среды порождает электрическое поле.

С подачи Майкла Фарадея эта информация прямо тогда же широко разлетелась по миру, а последнее из написанного выше стало восприниматься всеми буквально как очевидное, потому что любой человек мог наблюдать явление электромагнитной индукции в простейших опытах с магнитом и проволочной катушкой.

Так выглядит (рисунок вверху) простейший магнитный индуктор тока, и так выглядит простейший электромагнитный индуктор тока (рисунок внизу):

В 1865 году другой английский учёный, физик и математик Джеймс Клерк Максвелл, изучив труды Фарадея, создал «теорию света», в которую в качестве постулата были введены фарадеевские слова, описывающие суть явления электромагнитной индукции, лежащей в основе действия электрического трансформатора: «всякое изменение электрического состояния среды порождает магнитное поле, а всякое изменение магнитного состояния среды порождает электрическое поле».

Только Д.К.Максвелл в своих представлениях мысленно перенёс явление электромагнитной индукции с вещества на мировой эфир, в существование которого он верил. В нём он смог мысленно представить процесс превращения магнитного поля в электрическое, затем электрического поля в магнитное, и так далее до бесконечности. Именно такими он мысленно увидел волны видимого света и волны невидимого света – радиоволны.

В 1887 году немецкий учёный Генрих Герц решил проверить на практике «электромагнитную теорию света» Д.К.Максвелла, для чего создал опытную установку, в которой искровые разряды вызывали импульсы тока в металлических стержнях и действительно порождали невидимые (!) радиоволны, которые фиксировались с помощью специального металлического резонатора и вторичных искровых разрядов на расстоянии нескольких метров от излучателя.

Открытие радиоволн, разумеется, потребовало теоретического объяснения их существования, вот тогда и пригодилась уже готовая теория Д.К.Максвелла, в которой было дано математическое описание явления электромагнитной индукции и дано её новое понимание: «изменяющееся во времени электрическое поле порождает в свободном пространстве вихревое магнитное поле, а вихревое магнитное поле, убывая, порождает в свободном пространстве вихревое электрическое поле, которые перемещаются в свободном пространстве со скоростью света». Смысл был такой.

Сам Генрих Герц попытался объяснить происхождение невидимых волн электромагнитной природы с помощью серии иллюстраций, позволяющих представить скрытый от наших глаз процесс волнообразования «полуволновым вибратором», таким образом:

После Герца вплоть до сегодняшнего дня в рамках существующей теории «электромагнитного поля» все так и пытаются представить процесс образования волн в антенне передатчика как процесс очень странных колебаний двух полей – электрического и магнитного. И если форма магнитного поля вокруг «диполя Герца» не выходит за пределы наших представлений о возможном, то воображаемая форма электрического поля вокруг «диполя Герца» находится уже за гранью логики и разума. Ну как можно навертеть такие «вихревые электрические поля» даже в воображении?! На рисунке Герца протяжённость «вихревых электрических полей», убегающих прочь от излучающего диполя, уже не небольшом удалении от него многократно превышает длину самой радиоволны! Это же нонсенс!

Есть и ещё одно «недоразумение», которое объясняется в современной физике очень неуклюже. Переменные ток и напряжение в излучающем «вибраторе Герца», равно как и взаимосвязанные с ними магнитное поле, а также электрическое поле сдвинуты относительно друг друга на четверть периода (на 90 градусов), а в приёмной антенне они фиксируются приборами как полностью совпадающие по фазе! Как такое может быть?!

По этому поводу однажды была придумана «сказочка» для студентов, что радиоволна формируется не в самом «вибраторе Герца», а на расстоянии 5-6 длин волн от излучателя. Вот так вот! Когда я почти 30 лет назад учился на радиста, мне такую «сказочку» тоже рассказывали!

Ниже изображён горизонтальный «вибратор Герца» («полуволновой вибратор») и графики тока и электрического напряжения в его плечах. Они сдвинуты относительно друг друга на 90 градусов:

Следующий график можно увидеть на экране двухлучевого осциллографа при инструментальном замере напряжённостей электрического и магнитного полей в принимающей волны антенне.

Этот реальный колебательный процесс, происходящий в теле любой радиоприёмной антенны, уже многие десятки лет выдаётся учёными за реальную радиоволну, летящую в свободном пространстве со скоростью света. При этом никто, разумеется, не хочет объяснить бедным студентам, у которых ум за разум заходит от таких картинок и таких утверждений, как же этот синхронно происходящий процесс нарастания и убывания напряжённостей электрического и магнитного полей, может происходить где-то ещё, кроме провода приёмной антенны.

Если такой колебательный процесс и в самом деле происходит в вакууме, как утверждает современная физика, но что невозможно представить в воображении, то каким чудом после перехода энергий двух полей в ноль они могут потом из ничего буквально воскреснуть? И что, спрашивается, вынуждает такую радиоволну двигаться в вакууме вперёд, да ещё и со скоростью света, если колебания двух видов энергии (магнитной и электрической) происходят в плоскостях, перпендикулярных направлению распространения?! И какая сила ограничивает скорость такой радиоволны тремястами тысячами километров в секунду?

Современная наука ничего этого не объясняет, просто заставляет всех верить, что радиоволны именно так и выглядят и так распространяются! Прямо религия какая-то получается!

Я же скажу следующее: все эти, мягко говоря, недоразумения имеют место в современной физике исключительно оттого, что принятый догмат электромагнитного поля не предусматривает в радиоволне никаких других полей, кроме электрического и магнитного, инструментально наблюдаемых при работе закрытого колебательного контура* или обыкновенного трансформатора.

Никто, почему-то, даже не допускает мысли, что в так называемом «открытом колебательном контуре», которым является «вибратор Герца», эти два поля, вызывая в стержнях излучателя «скин-эффект» (поверхностные скоростные электрические токи), порождают ещё одну форму электромагнитного поля, имеющую продольную компоненту.

Эта третья форма электромагнитного поля с продольной компонентой, порождаемая быстрыми электронами, собственно и есть излучаемая радиоволна, которую средства контроля ЭМП различают и фиксируют на фоне двух других полей обычно не ближе 5-6 длин волн от поверхности «диполя Герца»! Вот почему принято говорить, что РАДИОВОЛНА ФОРМИРУЕТСЯ на некотором отдалении от тела «полуволнового вибратора»! Ребята, где логика?! Радиоволна формируется сразу, ещё в теле антенны, её порождают непосредственно электроны, просто она маскируется двумя другими формами электромагнитного поля, очень сильными именно вблизи антенны!

Это кажется невероятным, однако, я должен заметить, что на заре становления «современной физики» учёными был совершенно выпущен из внимания (а может быть и просто проигнорирован!) тот факт, что электрический ток (который мы представляем как упорядоченное движение электронов) распространяется по проводам со скоростью света не сам по себе, а благодаря электрическому полю, которое в свою очередь имеет свойство распространятся по проводам в виде продольной волны!

Простой пример: при поступлении переменного электрического тока частотой 50 Гц от электростанции до ближайшего города через ЛЭП (через высоковольтную линию электропередачи) сами так называемые «свободные электроны» никуда не бегут, они лишь перемещаются вдоль проводов всего на несколько миллиметров то вперёд, то назад, делая такие возвратно–поступательные перемещения 50 раз в секунду, а вот электрическое поле, порождаемое генератором электростанции и синхронизирующее движение всех свободных электронов, участвующих в образовании электрического тока во всей электросети, движется по проводам со скоростью света, причём в виде продольной волны, которая не покидает пределов проводов.

Создание подобной продольной волны в так называемом «свободном пространстве», как показал эксперимент Генриха Герца, возможно в «открытом колебательном контуре», состоящем в идеале из двух металлических стержней длиною в четверть волны каждый. При этом эти стержни следует располагать в пространстве так, чтобы между ними была сведена к минимуму ёмкость, присущая плоскому конденсатору. В этом случае эти два стержня будут играть роль двух электростатических конденсаторов, на поверхности которых, при подключении к ним переменного напряжения высокой частоты, будет иметь место скоростное движение электронов, как раз и создающее «третью форму электромагнитного поля с продольной компонентой», которая и является радиоволной.

Я постарался обозначить эту проблему науки совсем коротко, но так, чтобы меня поняли даже школьники самой обычной школы.

Почему и зачем я этого добиваюсь?

Из его книги «Будущее открывается квантовым ключом», известно, что:

Уравнения Максвелла не описывают наблюдаемую реальность! Подчеркнём, что опыты, о которых шла речь, свидетельствуют об отсутствии именно вихревого (индукционного) электрического поля и, конечно, подтверждают существование электрического поля свободных зарядов.

Тем не менее, факт отсутствия индукционного электрического поля приводит к необходимости полного пересмотра основ современной теоретической физики, начиная от исходных понятий — движение материальных тел, сила, энергия и т.п.

Требуется полная ревизия основ электродинамики, квантовых (волновых) теорий, ядерной физики и физики элементарных частиц». (Источник. Стр. 127).

То есть, вот это утверждение Д.К.Максвелла оказалось не состоятельным: «изменяющееся во времени электрическое поле порождает в свободном пространстве вихревое магнитное поле, а вихревое магнитное поле, убывая, порождает в свободном пространстве вихревое электрическое поле, которые перемещаются в свободном пространстве со скоростью света». Как показали эксперименты советских учёных, проводимые ещё в 1973-1975 годах, в вакууме не возникает вихревое электрическое поле, а, стало быть, описанного процесса там не происходит, а имеет место совсем иной процесс!

Это было заявлено РАН нашим выдающимся академиком ещё лет 30 назад, а издано это было в виде посмертного сборника лекций, статей и заметок Р.Ф.Авраменко 14 лет назад. Но, как говорится, «воз и ныне там!».

Вот почему я счёл своим долгом написать статью о радиоволнах, рассчитанную не на академиков из РАН, а на самых обычных школьников и студентов! Они — наше будущее, и они имеют право знать научную истину!

И да, не могу ещё не упомянуть и знаменитого экспериментатора Николу Тесла. Так как он видел и понимал природу, не видел тогда, наверное, никто. В 1898 году он построил первую в мире радиоуправляемую модель судна, а в 1932 году на одной из своих лекций Тесла сделал заявление: «Я показал, что универсальная среда является газообразным телом, в котором могут распространяться только продольные импульсы, создавая переменное сжатие и расширение, подобно тем, которые производятся звуковыми волнами в воздухе. Таким образом, беспроводный передатчик не производит волны Герца, которые являются мифом! Но он производит звуковые волны в эфире, поведение которых похоже на поведение звуковых волн в воздухе, за исключением того, что огромная упругость и крайне малая плотность данной среды делает их скорость равной скорости света». «Pioneer Radio Engineer Gives Views on Power», New York Herald Tribune, 11 сентября 1932 года.

Спустя много лет продольную компоненту в электромагнитном поле откроет наш инженер, конструктор антенн и учёный Константин Петрович Харченко, создатель уникальной антенны бегущей волны ОБ-Е. После этого открытия его вердикт был таким же, как и у Р.Ф.Авраменко: «Россияне, вы имеете фору. Не теряйте времени. Физику надо делать заново!»

Вот только пока некому у нас делать физику заново. Для этого нужны смельчаки уровня Галилео Галилея или Джордано Бруно. Да и противодействие «сверху» идёт очень сильное!

18 августа 2019 г. Мурманск. Антон Благин

Бабай: как удалось использовать радиоволны повсеместно, если люди имеют ошибочное представление о них. Расчёты учёных всегда были безошибочны, а иначе это был бы вселенский скандал!

AntonBlagin: ой какой хороший вопрос Вы задали! Благодарю! Весь фокус в том, что все разработчики радиопередающих и радиоприёмных устройств видят в их работе только электрические и магнитные поля, связанные между собой в единую колебательную систему принципом «электромагнитной индукции».

Причём они видят их лишь в той форме и в тех качествах, которые досконально изучены при исследовании работы любого закрытого колебательного контура или трансформатора переменного тока. На основе расчётов этого хорошо изученного колебательного процесса собственно и строятся все радиопередатчики. И это правильно, потому что эти переменные поля (магнитное и электрическое) действительно честно трудятся в любой радиопередающей антенне.

Вот только никто почему-то не понимает, что они трудятся в радиопередающей антенне особой конструкции как «мама» и «папа», желающие зачать дитя! А «дитя» в нашем случае — это радиоволна, волновой процесс, который рождается и стартует с места своего рождения только благодаря труду «мамы» и «папы», которые оба остаются на месте, то есть в антенне и вблизи антенны.

Таким образом все расчёты учёных, разрабатывающих радиопередающие устройства, оказываются верны касательно работы электрического и магнитного полей, порождаемых в радиопередающих антеннах токами высокой частоты, поступающими в антенну из специального генератора.

Дальше я могу уже ничего не рассказывать, выше в тексте моей статьи есть по этому поводу объяснение Николы Тесла, который ясно сказал ещё в 1932 году, что всякая радиоволна представляет собой продольные импульсы. Великий экспериментатор был абсолютно прав, но ему никто не поверил!

Источник