Я понимаю продольные волны. Например, у меня есть четкая ментальная модальность воздушных волн: часть воздуха становится пересжатой, затем соседняя часть становится пересжатой, а первая часть становится недостаточно сжатой. Сам воздух не движется, но перемещаются пересжатые и недосжатые области, и это волна:
Я также понимаю поперечные волны. Например, рябь на поверхности воды. Поверхность представляет собой двумерное поле, рябь колеблется в третьем измерении (таким образом, волны на воде представляют собой трехмерную структуру). Но поперечные волны могут существовать и на настоящей двумерной плоскости без третьего измерения, вот пример:
Но что касается радиационных волн, то я не могу найти для них ментальную модель. Ближайшим из них является веревка: если вы будете раскачивать проволоку, удерживая ее за конец, она будет колебаться по синусоидальному закону. Я вижу это как одномерное поле, колеблющееся во втором измерении (таким образом, колеблющийся провод — это двухмерная структура):
(это электрическая и магнитная волны, это две разные волны, которые распространяются в разных полях, просто они всегда появляются парами)
Обратите внимание, как стрелки B и E на приведенной выше анимации демонстрируют, как поле колеблется, не перемещаясь.
Я также знаю, что световые волны могут быть радиально поляризованы и изображаются в виде спирали. Это также соответствует метафоре шатающейся веревки:
Но электрические и магнитные поля трехмерны, а свет не пространственен, как воздух. Когда световая волна проходит через свое поле, кажется, что она занимает одномерную линию трехмерного поля, и эта линия колеблется либо в одном дополнительном измерении (линейная поляризация), либо в двух дополнительных измерениях (радиальная поляризация).
Это не имеет смысла для меня. Виляющая веревка могла бы быть отличным изображением световой волны, но это плохая метафора: среда волны веревки — это сама веревка, а веревка — своего рода 1D (в том смысле, что это линия). Но среда для световой волны — это электрическое поле, и поле трехмерное, пространственное.
Так как же трехмерное пространственное поле может быть средой для струнных непространственных волн? И есть ли аналог этого явления в человеческом мире?
PS Должно быть, это как-то связано с корпускулярно-волновым дуализмом, но я этого тоже не понимаю.
UPD Я уже не понимаю, что такое поперечная волна и что такое продольная волна.
Рябь на воде поперечная, верно? Волны распространяются параллельно поверхности воды, но колебания происходят перпендикулярно поверхности воды. Итак, поперечный.
Но если смотреть на плоскую водную поверхность сверху (из третьего измерения), то это не будет похоже на поперечную анимацию. Он будет смотреться именно продольным! Что здесь происходит?
Являются ли световые волны продольными при наблюдении из четвертого измерения? Разум: взорван.
Когда волна проходит через веревку, веревка движется вверх и вниз, положение всех «частиц веревки» меняется, они колеблются, и это составляет волну.
Со светом это действительно колеблющееся электромагнитное поле, но вы не должны думать о стрелках, которые представляют это поле на вашем первом изображении света, как о «расширяющихся в остальное пространство». Они не пространственные, они просто представляют величину и направление электрического/магнитного поля в этой точке .
Но среда для световой волны — это электрическое поле, и поле трехмерное, пространственное.
Средой для движения световых волн не является электрическое поле. Здесь есть два момента:
1) Свет описывается уравнениями Максвелла, которые являются лоренц-инвариантными, т. е. четырехмерные классические волны возникают как решение уравнений и соответствуют данным
2) Второй момент заключается в том, что эксперимент Майкельсона-Морли показал, что нет среды, по которой распространяется свет, поэтому показанные вами анимации изображают математику уравнений Максвелла, которые описывают свет как синусоидальные вариации электрического и магнитного полей, распространяющихся в вакууме со скоростью в.
При переходе на базовый квантово-механический уровень свет состоит из огромного количества фотонов (элементарных частиц), которые в синергии создают классическую электромагнитную волну. В некотором смысле фотоны являются средой, по которой распространяется классическая волна. Как это происходит, зависит от понимания квантовой теории поля.
Может быть , эта картина может дать вам чувство.
Так что это сложнее, чем ваши визуализации.
dmckee --- котенок экс-модератор
dmckee --- котенок экс-модератор
лолмаус - Андрей Михайлов
Любопытный
лолмаус - Андрей Михайлов
dmckee --- котенок экс-модератор
dmckee --- котенок экс-модератор
лолмаус - Андрей Михайлов
Любопытный
лолмаус - Андрей Михайлов
Ганапати Бхат
Ганапати Бхат