第六节 电磁波

能量海 2022-05-08 第六节 电磁波 似曾相识的宇宙 能量海资料
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第四章 电磁相互作用原理

  第六节 电磁波


  照抄一段:电磁波,是由同相且互相垂直的电场与磁场在空间中衍生发射的震荡粒子波,是以波动的形式传播的电磁场,具有波粒二象性。


  电磁波的传播速度是每秒三十万公里。电磁波的传播介质是光子,我想一个光子的尺度顶多与一个电子的尺度差不多。如果一个恒星一秒内走三十万公里或许还有这个可能性,但如此渺小的粒子,那真是无法想象的事情,虽然这个世界也确实是无法想象的。


  如果光子不可能在一秒内走三十万公里,那么就只有一种可能性:当电磁波去到三十万公里之外时,每个光子仅仅只是移动了一段很短的,非常有限的距离。也就是说,这段距离三十万公里内的所有的光子几乎是同时起步的。


  或者可以这样来理解:一条长一百米的绳子,我们在绳子的一端用力拉,这个力在同一时刻就能够通过绳子连续的原子结构立即传递到百米之外绳子的另一端上。同样的,我们也可以将宇宙之内所有的光子看成是一个整体。


  如同地球上的大气层一样,光子是具有强大的原始本底能量的。光子与光子之间每时每刻都会发生不规则碰撞,整个宇宙中所有的光子通过这种方式互相交换能量,连接成一个整体。可以推断,光子的运动速度和光子的分布密度决定了电磁波的传播速度,即每秒三十万公里。


由于光子的分布密度p一定小于1,因而光子的平均运动速度必定比光波的传播速度慢

  这个示意图反映了这样一个事实:光波的传播速度与光子的运动速度是两回事,当光子的分布密度非常大,光子的运动速度可以远远低于光波的传播速度。那么反过来说,如果粒子的运动速度是光速,在粒子的分布密度足够大时,粒子所携带的信息波的传播速度便可以远远超越光速,这正好可以解释量子力学的“幽灵超距作用”现象。


  超距作用原理就像一场交棒接力游戏,非常简单并且很容易理解:100米的距离内由始至终均匀分布了接力跑手,这些跑手占据了总距离的一半,当接力棒从起点交到终点时,这些跑手总共只需跑毕全部100米距离的一半,即50米。所以,同样的跑速将接力棒送到终点,一个跑手需要10秒时间,多跑手时就只需5秒即可。相信未来在外太空中的通讯都会采用“量子波”的方式了,不用再像现在那样从火星发个信息到地球都要等半天才能接收到。


  电流的传导速度是光速,而电流是由电子引起的,但是自由电子的定向移动速度却远远低于电流的传导速度,这里面肯定是存在有我们尚未知道的东西。目前已知的是,自由电子被强大的力量约束在导体之内,自由电子只能在导体内的原子晶格结构之间跳动。如果自由电子能够对外传递如此强大的能量,那么也只有一种可能性:自由电子从一个原子晶格跳到另一个原子晶格的短暂过程中被加速到了光速,然后其能量在目标原子晶格中被回收(当然也会将部分能量传递给磁介质而引发磁场),自由电子是在原子晶格之间极其短暂的非约束状态期间将能量传递出去的,这也解释了电磁辐射的成因之谜。


  约束在导体内原子晶格结构之中的自由电子,就好像一颗颗上足火药的子弹,一旦离开被约束的空间,就会以光速发射出去,直至撞到另一个约束区为止。这期间,如果电子撞到光子,光子也会高速飞射出去,形成电磁辐射。


  电磁波的传播同声波的传播基本上没太大的不同,两者都是粒子受激之后连带的能量转移效应。磁介质的能量转移又有两种方式:振荡方式和辐射方式,即电磁波的波粒二象性。这两种方式是同时存在的,并且两种方式的传播速度是一样的,因而两者总是交织在一起来传播。


  远程无线电磁波的发射和接收实质上就是电磁互感,无论发射端与接收端之间距离有多遥远,电磁波由始至终都是以变化磁场的方式存在。见下图。



  上图中,很明显接收线圈平行正对着发射线圈时产生的电流是最大的。当然,电磁波的传播并非只有左右两个方向,而是以这两个方向为主,呈现球状扩散的形态,所以左右两个平行方位的磁场是最强的。专业人士都知道,这就是电磁波的指向特性。


  现代普遍应用的无线电磁波,准确地说应为“磁波”,因为在传播过程中起作用的,只有磁场。


  一直以来有一种误解,认为电场与磁场之间具有密不可分的关系,因而有“电场与磁场在空间中衍生发射”的说法。导致这种错误结论的原因,是“电波”和“磁波”的产生均源于电子。


  对于磁场的形成及其与电子之间的关系,电子与磁场之间的相互作用等等,前文已经有详细的解释。这里只简单说明一下电子是如何导致“电波”的出现的:电子自身携带了比周围空间多得多的密集的负电荷介质(从正电荷介质转换而来),当电子运动时,也同时通过其携带的负电荷介质来带动空间中的负电荷介质一起运动,继而将能量传递给分布在空间中的负电荷介质,如此在空间中便引发了真正的“电波”。


  可见,电子直接将能量传递给“磁波”,但电子却是通过负电荷介质间接地将能量传递给“电波”的。现在已经知道,负电荷介质所在的空间尺度远远低于导致万有引力的引力子,因而可以理解,以负电荷介质为传播媒介的“电波”,它和“磁波”之间的相互作用,是几乎等于零。


  “电波”和“磁波”之间微弱的相互作用关系,决定了两者之间不可能在空间中互相衍生发射。