12833-1 (Дискретность электромагнитных волн), страница 3

Световые кванты - это движущиеся электрические и магнитные потоки.

«... в бегущей плоской электромагнитной волне электрическая энергия в любой момент равна магнитной.»

Общий курс физики. Электричество. Д.В.Сивухин. 1996. Т.3. Ч.2. С.18.

Например, в дискретной электромагнитной волне - фотоне энергия электрического потока равна энергии магнитного потока:

W_э = W_м = eФ₀v,

т.е. электромагнитная энергия фотона:

W = W_э + W_м = 2eФ₀v.

Если E = hv - это формула "энергии фотона", то W = 2eФ₀v - это формула "электромагнитной энергии фотона", так как в ней, вместо коэффициента пропорциональности постоянной Планка, используются электромагнитные постоянные. Если в формулах для фотона не использовать коэффициент пропорциональности (как исторически сложилось), то они принимают нормальный электродинамический вид.

« [D] = Кл/м² , [B] = Вб/м² »

Общий курс физики. Электричество. Д.В.Сивухин. 1996. Т.3. Ч.2. С.29.

D - это плотность электрического потока, B - плотность магнитного потока, соответственно, [DB] - плотность электромагнитного потока, его размерность Кл·Вб/м⁴ или кг/м²·с, что представляет плотность потока электромагнитной массы [DB] = mv, где m - плотность электромагнитной массы, v - скорость. Для сравнения: вектор Пойнтинга S = [EH] = wv представляет плотность потока электромагнитной энергии, где w - плотность электромагнитной энергии. Зная, что mv = DB = e₀m₀EH, mv/e₀m₀ = EH, mv/e₀m₀ = wv и c² = 1/e₀m₀, можно найти соотношение между плотностью электромагнитной массы и энергией m = e₀m₀w, w = mc². В среде электродинамическое соотношение между энергией и массой имеет вид m = ee₀mm₀w = w/v² и w = mc²/em = mv², где e - диэлектрическая проницаемость среды, m - магнитная проницаемость среды, v - скорость распространения света в среде. Соответственно, импульс электромагнитной волны p = ee₀mm₀Wv = W/v, где W - электромагнитная энергия волны. Таким образом, соотношение W = Mc² представляет лишь частный случай для вакуума. Т.е. соотношение между энергией и массой зависит от свойств среды, а формула W = Mc² - всего лишь частный случай электродинамического соотношения M = ee₀mm₀W (формула электромагнитной массы), где масса, имея полевое происхождение, зависит от электромагнитной проницаемости среды. Согласно электродинамике, скорость света v = (ee₀mm₀)^-1/2 - это показатель электромагнитной проницаемости среды. Также надо заметить, что импульс электромагнитного кванта не p = W/c, как написано в некоторых учебниках, а p = ee₀mm₀Wv = W/v, т.е., как и у всех электромагнитных волн, он зависит от электромагнитной проницаемости среды. Длина волны электромагнитного кванта l = h/ee₀mm₀Wv = hv/W. Электромагнитная масса фотона M = ee₀mm₀2eФ₀v, т.е., как и все электромагнитные волны, фотоны обладают электромагнитной массой. В электромагнитной волне масса электрического потока равна массе магнитного потока, соответственно, в фотоне M_э = M_м = ee₀mm₀eФ₀v

«Фотон ... квант электромагнитного излучения.»

Физический энциклопедический словарь. ФОТОН.

Точнее, фотон - квант электромагнитного потока излучения, так как электромагнитное излучение состоит из двух потоков - электрического и магнитного, представляя электромагнитный поток излучения.

«Такое поле называется электромагнитным полем излучения. Это понятие охватывает радиоволны, световые волны, рентгеновские и гамма-лучи.»

Фундаментальный курс физики. А.Д.Суханов. 1998. Т.2. С.393.

Точнее, такое поле называется электромагнитным потоком излучения, так как состоит из двух потоков - электрического и магнитного.

«Существование кванта магнитного потока отражает квантовую природу явлений магнетизма.»

Физический энциклопедический словарь. КВАНТ МАГНИТНОГО ПОТОКА.

Существование кванта электрического потока и кванта магнитного потока вытекает из обобщения экспериментальных фактов - всегда наблюдаются только дискретные потоки. Согласно современным представлениям, все поля как потенциальные, так и вихревые имеют квантовую природу. Надо заметить, что первоначально квантовые свойства были обнаружены у вихревых полей. Например, фотоны - это электромагнитные волны, состоящие из вихревых электрических и магнитных полей W_э = W_м = hv/2, где W_э - энергия вихревого электрического поля, W_м - энергия вихревого магнитного поля, h - постоянная Планка, v - частота фотона.

«Количество электричества, единица - кулон (СИ)»

Волновые процессы. И.Е.Иродов. 1999. С.244.

Количество электричества всегда является дискретным - в любом виде, а не только в виде электрического заряда.

Квантовая природа электрического поля проявляется не только в дискретности электрических токов, но и в дискретности электромагнитных волн, которые представляют дискретные вихревые потоки электрического смещения поля в один квант заряда в виде квантов электромагнитного потока излучения, т.е. фотоны - это вихревые электрические поля с потоком в один квант заряда и поэтому неделимы. Элементарный вихревой поток электрического смещения поля равен элементарному электрическому заряду, который неделим. Распространяющиеся вихревые потоки электрического смещения поля представляют токи электрического смещения поля, поэтому дискретные электромагнитные волны можно рассматривать как дискретные токи смещения поля (сила дискретного тока зависит от частоты волн).

«Ток смещения I_см = dФ_e/dt, где Ф_e - поток электрического смещения ...»

Справочник по физике. Б.М.Яворский, А.А.Детлаф. 1996. С.289.

Любое изменение электрического поля (движение электрического потока) представляет ток электрического смещения I_см = dФ_e/dt, где Ф_e - изменяющийся (движущийся) электрический поток. Движущийся поперечный электрический поток представляет ток смещения и, соответственно, магнитный поток, который перпендикулярен электрическому потоку, при этом их фазы совпадают, так как по сути это один движущийся поток ("вид сбоку"). Движущийся электрический поток представляет магнитный поток (релятивистский эффект B = m₀[vD]), поэтому разделить их невозможно. Например, в фотоне движущийся со скоростью света квант электрического потока образует квант магнитного потока. Надо заметить, что ток смещения также можно рассматривать как релятивистский эффект, связанный с движением электрического потока. Иногда для наглядности условно рассматривают электромагнитную волну как возбуждение электрическим полем магнитного и наоборот, но тогда наблюдался бы сдвиг фаз, на самом деле электрический поток не возбуждает магнитный поток, так как при движении он сам является магнитным потоком - релятивистский эффект. Зная плотность движущегося электрического потока, можно, согласно B = m₀[vD], определить, какую плотность магнитного потока он представляет. В любой точке распространяющейся электромагнитной волны плотность электрической энергии равна плотности магнитной энергии, так как E = vB. Таким образом, в электромагнитной волне, состоящей из двух движущихся потоков - электрического и магнитного, не наблюдается процесс взаимовозбуждения потоков, они просто движутся синфазно, так как, согласно B = m₀[vD], представляют один движущийся поток. Движущийся электрический поток представляет как электрический ток смещения, так и магнитный поток.

«... в электромагнитной волне векторы E и B всегда колеблются в одинаковых фазах, одновременно достигают максимума, одновременно обращаются в нуль.»

Физика. В.Ф.Дмитриева. 2001. С.259.

«В электромагнитной волне ... между мгновенными значениями E и B в любой точке существует определенная связь, а именно E = vB, ...»

Электромагнетизм. И.Е.Иродов. 2000. С.294.

Если дискретны электромагнитные потоки, то, соответственно, дискретны и их составляющие - электрические и магнитные потоки. Например, фотон, представляя элементарный электромагнитный поток, состоит из кванта электрического потока и кванта магнитного потока. Только квантовое представление электродинамики полей и понимание того, что дискретными являются все электрические заряды, электрические возмущения, электрические токи, электрические и магнитные потоки дало возможность объяснять и рассчитывать квантовые электромагнитные процессы.

В результате анализа квантовых электрических и магнитных потоков и волновых свойств возмущений поля была обнаружена система в виде спектра устойчивых возбужденных состояний поля, которые по своим свойствам совпали со свойствами элементарных частиц, что привело к возникновению волновой теории строения элементарных частиц, где частицы материи представляют интерференционно-волновую картину квантового поля как квантованные волновые образования - возбужденные состояния поля.

«Выявление определенной степени единства вещества и поля привело к углублению представлений о структуре материи.»

Физическая энциклопедия. ВЕЩЕСТВО.

Т.е. различные формы дискретных потоков поля образуют материальные структуры, представляющие вещество, что в определенной степени отражает единство природы вещества и поля.

Алеманов Сергей Борисович

Список литературы

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.comail.ru:8081/