СЕЛФ

34

С.Б. Каравашкин и О.Н. Каравашкина

5. Исследование причин изменения скорости распространения ЭМ волны в ближней зоне излучателя

Рассматривая в предыдущем параграфе влияние экспериментальных методик на картину фиксируемого физического процесса, было бы правильно в числе указанных искажений картины физических процессов указать и эффект изменения скорости распространения волны, который исследовался и анализировался многими авторами, в том числе и в работе [16]. Но мы выделили данное исследование в отдельный пункт, по следующей причине. Как будет показано ниже, несмотря на то, что данный эффект обусловлен именно дипольным характером излучения, вместе с тем изменение скорости волны в ближней зоне имеет объективно физический характер и не зависит конкретно от методики измерения, хотя и может быть дополнительно искажён несовершенством экспериментальных технологий.

Для исследования мы выберем несколько упрощённый путь, концентрируя внимание только на области нормали к линии зарядов диполя, поскольку ставим своей целью визуализовать феноменологию явления, а не дать его всеохватывающий математический анализ. При этом мы естественно предполагаем, что проведенный нами расчёт в дальнейшем может быть усовершенствован и расширен на всю область, окружающую диполь.

Для выяснения причины изменения скорости ЭМ волны в ближней зоне рассмотрим стандартное построение, приведенное на рис. 21.

Рис. 21. Графическое построение для исследования изменения скорости распространения ЭМ волны в ближней зоне диполя

Указанное построение было сделано в предположении, что скорость распространения ЭМ волны от каждого из пульсирующих источников диполя постоянна и равна скорости ЭМ волны в дальней зоне, т.е. скорости света c.

Выберем на оси y две точки P₁   и P₂ , напряжённость поля в которых смещена друг по отношению к другу на полный период колебаний. При этом, естественно, для нас в наших измерениях расстояние между выбранными точками будет ассоциироваться с длиной волны излучения, т.е.

В то же время, волна пришла в выделенные нами точки не из точки O, а из точек расположения зарядов, и значит, прошла другой по величине путь. Учитывая симметричность нашей задачи, для определения действительного пути, проходимого волной от зарядов в выделенные нами точки, нам достаточно рассмотреть на рис. 21 только правые треугольники OP₁B и OP₂B.

Из треугольника OP₁B имеем

а из треугольника OP₂B

Учитывая (38), получим

Преобразуя (41), приходим к квадратичному уравнению относительно ' :

Решением уравнения (42) при строгой положительности ' является выражение

Учитывая, что для полуволнового диполя