Запасные части для коммунальной и дорожно-строительной техники

Физмат

1982. Авилов В., "Если остановить волну".


Если остановить волну.

Авилов В.

Журнал «Химия и жизнь», 1982, № 8, стр. 82.


        Скорость распространения электромагнитных волн в вакууме всегда постоянна и равна С = 300 тыс. км/с. А что получится, если наблюдатель будет двигаться в том же направлении с той же скоростью, то есть со скоростью света?
        На первый взгляд этот вопрос не имеет смысла: ведь ни одно материальное тело не может двигаться со скоростью света. Однако проблему можно решить иначе: заставить электромагнитную волну двигаться медленнее. Ведь эффективная скорость распространения электромагнитной волны в веществе зависит от его диэлектрической и магнитной проницаемости; кроме того скорость распространения электромагнитной волны можно уменьшить и в волноводе, и в передающей линии с помощью специальных элементов задержки. Но можно ли таким образом получить электромагнитную волну, скорость распространения которой была бы совсем равна нулю?
        Подобный опыт был недавно осуществлен Р.К. Дженнисоном в лаборатории электроники Кентского университета («Journal of Physics», 1982, т. А15, № 2, стр. 405). Комбинируя катушки индуктивности и конденсаторы, Дженнисон создал линию задержки, содержащую 32 элемента, соединенных в кольцо; чтобы скомпенсировать неизбежные потери, он включил в линию усилители, питавшиеся от батареи. По такой линии задержки электромагнитная волна распространялась столь медленно, что делала один полный оборот за 120 миллисекунд.
        Окончательно остановить электромагнитную волну удалось так. Вся линия задержки была смонтирована на диске, скорость вращения которого точно регулировалась; в каждый усилитель были вмонтированы светодиоды, дающие либо зеленый, либо красный световые импульсы в зависимости от того, в положительной или отрицательной фазе проходит волна. Вращая диск в сторону, противоположную направлению распространения волны, нос той же самой скоростью, волну удалось сделать неподвижной, что определялось визуально: когда скорость волны становилась равной нулю, красные и зеленые огоньки на ободе диска казались вследствие стробоскопического эффекта неподвижными.
        Когда этот необычный, хотя и простой опыт был сделан, возник серьезный вопрос: а что происходит с магнитным полем остановившейся электромагнитной волны? Ведь в лабораторной системе отсчета плотность распределения зарядов оказывается стационарной, а магнитное поле, как известно, создается только движущимися зарядами.
        После оживленной дискуссии ученые пришли к следующему выводу. Поскольку в системе отсчета, связанной с вращающимся диском, волна имеет как электрическую, так и магнитную компоненты, то в лабораторной системе отсчета наряду со стационарным электрическим полем должно существовать и стационарное магнитное поле. Точно такую же статическую картину увидит и наблюдатель, движущийся рядом с электромагнитной волной со скоростью света.