В атоме (или даже колебательном контуре) Когда электрон падает с более высокого энергетического уровня на более низкий, он отдает фотон энергии
. С другой стороны, его можно рассматривать как ускоренно-тормозящуюся заряженную частицу, создающую электромагнитное излучение, движущееся вертикально к пути ускорения. Но в первом объяснении у нас есть фотон, который уходит в вакуум и не теряет энергию на расстоянии, но в последнем объяснении у нас есть электромагнитная волна, которая уменьшается в соотношении
.
Как вы интерпретируете это несоответствие? Я уверен, что где-то ошибаюсь.
Классическую электромагнитную волну можно представить как очень большое количество фотонов. Затем энергия, переносимая волной, определяется количеством фотонов, умноженным на энергию на фотон (для простоты предполагается монохроматический источник). По мере движения фотонов, просто по геометрии, количество фотонов на единицу площади будет уменьшаться по мере того, как , а энергия на фотон неизменна. Таким образом, энергия на единицу площади в волне уменьшается как .
Фотон в этом плане не особенный. Все, что движется в пространстве, не теряет энергии. Вы бросаете камень в космос, придавая ему скорость V. Он может путешествовать на миллионы или миллиарды миль в космосе, и при этом он имеет ту же кинетическую энергию, которая была ему придана вначале. Простое перемещение в пространстве не является причиной для потери энергии. Таким образом, это также означает, что при перемещении чего-либо из точки А в точку Б в пространстве не расходуется энергия. Энергия, которую вы вкладываете в движение, может быть полностью восстановлена в месте назначения, если у вас есть механизм для этого. Только интенсивность уменьшается с расстоянием, потому что фотоны распространяются тоньше на большем расстоянии от источника.