Цитата |
---|
Gavial пишет: Бессмысленность дилеммы яйцо-курица достаточно очевидна, ответ же на вопрос о равноправии электрического и магнитного полей в ЭМ-волне отнюдь не однозначен. Если эти поля порождают друг друга, то есть одновременно не существуют, правомерен вопрос: что такое эм-маг волна в моменты излучения и поглощения фотона? В какой "ипостаси" он рождается - в виде электрической или магнитной составляющей? |
Вопрос не совсем простой. Мало кто об этом задумывается, так как считают волновую электродинамику чем-то давно изученным и очевидным. Это далеко не так. Последние пару десятилетий показали, как сильно ошибались классики в интерпретациях простейших вещей. Например, считалось, что вектор Пойнтинга световой волны сугубо нелокальная характеристика поля. В том смысле, что он определялся как поток через конечные поверхности и отбрасывались роторные члены. Сейчас доказано, что циркуляциями потоков энергии в волне пренебрегать нельзя и открылся целый пласт новых явлений.
Но вернемся к равноправию электрического и магнитного полей в волне. На первый взгляд кажется что они полностью равноправны. Но здесь есть одна немаловажная тонкость, уходящая корнями в фундамент самой электродинамики. Например,
Ветер Перемен сказал бы что-то вроде того, что электромагнитное поле возникает как компенсирующее для обеспечения инвариантности заряженных полей относительно локальной однопараметрической унитарной группы U(1). На более общие группы симметрии электродинамика не тянет. Можно сказать проще: в уравнениях Максвелла отсутствует дуальная симметрия, т.е. симметрия между электрическими и магнитными компонентами тензора поля. Это неявно отражается на процессах даже в том случае, когда в правых частях уравнений отсутствуют токи и заряды и существует свободное электромагнитное поле. Достаточно вспомнить основные свойства бегущей эм волны: синфазность электрического и магнитного полей и то, что вектора
E, B, k всегда образуют правую тройку. Последнее свойство крайне важно, но часто ему не придают значение. Например, если зайти на русскую википедию в тему «фотон», то можно заметить, что рисунок волны ошибочен. Авторы статьи просто не знают или не придают значения глубинному смыслу свойства правой тройки. Отсюда проистекает множество укоренившихся заблуждений о симметрии свободного эм поля или фотон-антифотон. Кстати, можете самостоятельно покрутить задачку на нормальное отражение плоской волы. Когда разберетесь многое станет понятно, например, почему всегда образуется стоячая волна и как это связано с симметрией полей.