Меня смущает то, что я видел в обсуждении, но не с полной ясностью: это связано с пониманием поведения антенны на квантовом уровне ради самого понимания (да, классический подход проще, но это не то, что меня интригует).
Если фотоны создаются только энергетическими переходами электронов, которые всегда приводят к очень высокочастотному излучению фотонов, то как могут атомные переходы, возбуждаемые радиоисточником, подключенным к антенне, вызывать излучение «радиочастотных фотонов»? Это популярное заблуждение?
Это означает: если материал антенны возбуждается источником переменного тока на частоте 100 МГц, фотоны не могут быть фотонами с частотой 100 МГц (E = hv), они будут находиться в многотерагерцовом диапазоне, определяемом энергетическими диапазонами материала антенны. .
Значит, эта распространяющаяся радиоволна должна быть последовательностью высокочастотных фотонов, покидающих материал антенны с интенсивностью, модулированной на частоте 100 МГц? Эта модулированная последовательность интенсивности принимается за счет поглощения фотонов в приемной антенне, что дает ток сигнала 100 МГц.
Правильный? Тогда почему в литературе говорится, что радиоволны можно рассматривать как «радиочастотные фотоны»? Это все неправильно?
И как именно это объясняет КЭД? Я не изучал КЭД и КМ близко, я родом из электротехники и микроволновой техники. Не могли бы вы поделиться хорошей лекцией или источником для чтения? Я полагаю, что это привело меня к изучению того, как фотоны могут испускаться, так сказать, в модулированном «пакете».
Ниже представлена упрощенная картина, и поэтому я приглашаю экспертов и специалистов поделиться своими взглядами.
Как указывает The Photon, переходы электронов между орбиталями в электрическом поле ядра — не единственный способ производства фотонов.
Каждый раз, когда электрически заряженный объект ускоряется, электромагнитное поле распространяется от этого объекта. Радиочастотный излучатель (назовем его антенной) не излучает электромагнитные волны из-за происходящих в нем переходов энергии электронов на атомном уровне. Для практических целей антенну на радиочастотах удобно аппроксимировать как устройство согласования импеданса, которое связывает источник высокочастотного переменного тока с высоковольтным электрическим током с характеристическим импедансом свободного пространства.
Следовательно, в диапазоне частот от постоянного тока до ближнего инфракрасного диапазона наиболее удобным способом представления электромагнитного излучения, понимания его поведения и расчета его эффектов является волновая модель (через уравнения Максвелла), а не фотонная модель. Это не означает, что вы в принципе не можете представить себе радиоволны как состоящие из множества фотонов с чрезвычайно низкими энергиями, это просто означает, что вам не нужно этого делать для расчетов.
Когда вы находитесь в области инфракрасных частот и выше, верно обратное: хотя вы, безусловно, можете моделировать ИК-излучение как состоящее из волн, обычно удобнее иметь дело с ним, как если бы оно состояло из фотонов (с высокими энергиями) и вычислять вместо этого в соответствии с правилами QED.
Учтите, что вы и я стоим лицом друг к другу, и у нас обоих есть электрические заряды достаточного количества и противоположной полярности, чтобы они притягивались друг к другу из-за основной кулоновской силы. Мы допускаем движение вверх-вниз и влево-вправо, но не вдоль воображаемой линии, которая нас соединяет. Я поднимаю свой заряд вверх, и ваш заряд следует за ним, я опускаю его, и ваш заряд следует за ним. Я перемещаю его влево, а ваш подопечный следует вправо.
Если я машу им туда-сюда, твой заряд тоже будет качаться туда-сюда. По сути, я передающая антенна, а вы приемная. Если я буду двигать свой заряд влево-вправо миллион раз в секунду, ваш заряд также будет колебаться миллион раз в секунду, и мы сможем настроить это с помощью AM-радио. Если я покачиваю своим зарядом туда-сюда 100 миллионов раз в секунду, вы сможете настроить его с помощью FM-радио. Если я буду двигать его вперед и назад 500 триллионов раз в секунду, вы должны увидеть его как пятно оранжевого света.
Вот что такое электромагнитное излучение. Если бы был астроном, одинаково удаленный от нас обоих, и этот астроном видит, что мой заряд движется, а ваш заряд движется позже, в результате эта разница во времени равна расстоянию между нами, деленному на скорость света.
Это одна и та же песня и танец, если мы с тобой велики, как боги, и мы оба держим планету, которая притягивает друг друга. Я могу раскачивать его взад-вперед, и это будет излучать гравитационную волну, которая распространяется с той же скоростью, что и .
Итак, в проводнике вашей антенны есть заряд на внешней оболочке свободных электронов атомов металла. Все эти внешние оболочки со свободными электронами как бы составляют «общую» область, где электроны и атомы без особых усилий меняются партнерами. Подключение к передатчику заставляет эти электроны, плавающие в «общем», плескаться туда-сюда. Вот почему вам обычно требуется, чтобы ваша антенна была примерно длиной волны, так что заряд может перетекать к одному концу управляемого элемента антенны, а затем начинает перетекать обратно, поскольку приводится в действие передатчиком, подключенным к антенне. То же самое с приемной антенной, чтобы быть эффективным, элемент приемной антенны должен позволять заряду перемещаться вперед и назад по длине элемента за один цикл. Затем, аналогично нам, два человека держат в руках «бесплатный» заряд, и один из нас водит его туда-сюда, а другой позволяет ему реагировать, это механизм того, как антенны передают электромагнитную волну и обнаруживают или принимают эта электромагнитная волна.
Основная проблема вашего лечения заключается в следующем:
они будут находиться в диапазоне нескольких ТГц, что определяется энергетическими диапазонами материала антенны.
Движение электронов, которое вызывает ток антенны, не соответствует переходам между различными полосами в проводящем материале антенны; вместо этого он соответствует управляемым переходам между различными состояниями в зоне проводимости.
Таким образом, если вы хотите перейти к формализму КЭД (ход, который, вообще говоря, не нужен, поскольку реальные эксперименты обычно не в состоянии различить предсказания КЭД и классической электродинамики, но это все же то, что нам нужно, чтобы иметь возможность делать, даже если мы его не используем), то соответствующие переходы — это переходы между различными состояниями внутри полосы. Это очень разные состояния с ортогональными базисными волновыми функциями и всеми необходимыми механизмами, но (поскольку они образуют полосу) различия энергий между этими состояниями образуют полный континуум внутри полосы, и в любой момент времени плотность состояний будет достаточной. центральной длины волны в радиодиапазоне, который вы хотите назвать.
Антенна не излучает/не передает и не преобразует энергию. Он просто направляет энергию. Передает вся система, Tx/Tx-Line/Антенна. Энергия, которая передается на антенну, всегда следует пути вектора Пойнтинга, который всегда является тангенциальным и проходит вдоль поверхности идеального излучающего проводника, и, таким образом, вообще НЕ излучает никакой энергии. А ведь сами элементы антенны ПОТРЕБЛЯЮТ эту энергию и нагреваются. Однако в точках на элементах антенного диполя, где токи изменяются от максимального к минимальному и наоборот, электроны кожи все время имеют ускорение -+. Следствием этого является генерация фотонов. Согласно принципу наименьшего действия [Фейнман, Лекции по физике, том II, глава 19], генерируемые фотоны должны следовать в окружающем пространстве в направлении с наименьшим потреблением энергии [фотоны теряют энергию из-за сопротивления пустого пространства 120π]. Эти траектории в конечном итоге являются локусами значений электромагнитного поля, возникающего из генерируемых фотонов. И это классическое физическое объяснение.
Однако пространство не пусто, и поэтому квантовые флуктуации происходят постоянно. Вблизи антенны, в точках перехода напряжения от максимального к минимальному и т. д., создается градиент напряжения между поверхностными зарядами и квантовым потенциалом окружающего антенну пространства. Это порождает виртуальные фотоны, которые интерферируют с геометрией антенны и, в соответствии с ее геометрией, формируют уважаемые узоры холодильников, которые распространяются в свободном пространстве в виде плоских волн. Так называемое ближнее поле антенны — это пространство, в котором появляются виртуальные фотоны и формируют окончательную диаграмму направленности. И это КЭД-объяснение излучения.
Надеюсь это поможет. Джон
Фотон
shawarma_king
ХольгерФидлер