Электромагнитные поля и волны как носители информации

Электромагнитные поля и волны оказались очень удобным носителем информации. Это, прежде всего, связано с тем, что они способны распространяться в свободном пространстве со скоростью с"3−10⁸м (300 тыс. км) в секунду.

Свойства электромагнитных волн теоретически описал в 1873 году Дж. Максвелл. Уравнения Максвелла показывают, что распространение электромагнитных волн сопровождается непрерывным превращением переменных электрического и магнитного полей друг в друга. Превращение требует времени и поэтому скорость движения поля велика, но конечна. Это чрезвычайно важное обстоятельство в формировании современного представления об окружающем нас мире.

Дело в том, что до появления теории Максвелла существовала теория дальнодействия. Эта теория основывается на том, что тела взаимодействуют друг с другом посредством механических сил, на любом расстоянии, и действие этих сил передается между ними с бесконечно большой скоростью. Из уравнений Максвелла следует, что силовое взаимодействие тел на расстоянии происходит посредством электромагнитного поля, которое распространяется с конечной скоростью (близкодействие).

Первоначально передача воздействия через пустоту казалась невозможной. Поэтому некоторое время считалось, что электромагнитные волны, наподобие акустических волн, распространяются в некоторой материальной среде — эфире^[1].

В 1881 г. и 1887 г. А. А. Майкельсон^[2][3] провел тщательные эксперименты, с помощью которых он пытался найти разницу в скорости распространения света вдоль и поперек направления орбитального движения Земли. В его опытах и последующих опытах других исследователей разность скоростей не была обнаружена. Таким образом, для объяснения распространения электромагнитных волн в привлечении теории эфира нет необходимости 2.

Важно, что волны приходящие от разных источников необходимо складывать с учетом их запаздывания, т. е. так, как мы с вами делали в разделе 4.1. Это существенно усложняет картину многих явлений. С такими явлениями мы с вами познакомимся в следующих разделах.

• [1] Эфир (светоносный эфир, др. греч. aiGrjp верхний слой воздуха; лат. aether) термин, обозначавший в истории физики гипотетическую всепроникающуюсреду, колебания которой обнаруживают себя как свет или электромагнитныеволны. Изначально, в древнегреческой мифологии термин «эфир» обозначалверхний (горный), особо тонкий (разреженный), прозрачный и лучезарный слойвоздуха, которым дышат боги. Следовательно, этот термин может иметь толькоединственное число. Поэтому штампы, внедренные в словесную практику журналистами типа «прямой эфир», «наш эфир» и т. п., выглядят более чем странно. В отечественной радиотехнической практике используется оборот «выйти вэфир». Это аналог английского оборота «In air», предупреждающего всех участников передачи о начале радиовещания — выходе в эфир.
• [2] Альберт Абрахам Майкельсон (англ. Albert Abraham Michelson, (1852−1931) — американский физик. Известен изобретением интерферометра, названного егоименем, и прецизионными измерениями скорости света. Лауреат Нобелевскойпремии по физике (1907).
• [3] Это не означает, что теория эфира отвергнута. Современная наука не запрещает ей появляться в неканонических теориях пространства-времени. Неоспоримоодно — эфир нельзя наделять свойствами классической материи. Однако в популярной и околонаучной литературе, а также в Интернете, регулярно появляютсявсе новые и новые теории эфира. Их беда в том, что они не имеют экспериментального подтверждения и противоречат известным опытным данным. Однакохорошо известно, что критерием истины является практика.