Давайте вспомним, что создаёт электромагнитную волну. Электромагнитной, мы будем называть волну по привычке, так как знаем, что магнитное поле, это то же электрическое поле, но с противоположным вектором движения. И так, электромагнитную волну создаёт электрический заряд, движущийся с ускорением. Возьмём, например проводник, по которому течёт переменный электрический ток. Природу электрического тока мы уже рассматривали и выяснили, что электрическое поле создаётся упорядоченным движением электронов вокруг ядер своих атомов. Переменный ток позволяет отследить электрическое поле, так как его значения постоянно меняются. То электроны движутся по своим орбитам в одном направлении, то разворачиваются и движутся в обратном направлении. В момент, когда электронные орбиты направлены вдоль направления проводника значение электромагнитной волны равно нулю. Чем большее напряжение подаём на проводник, тем плотнее генерируется поле. Чем выше частота тока, тем короче длина волны. Из вышесказанного имеем, что электромагнитная волна, это чередующиеся электрические поля с различными векторами направленности, распространяющиеся сферически со скоростью света. Это по сути дела копия звуковой волны, где фронт плотного воздуха представлен электрическим полем с одним вектором, а фронт разряженного воздуха – электрическим полем с противоположным вектором.
Очень интересными с точки зрения физики являются электромагнитные волны видимого спектра излучения, которые состоят из так называемых фотонов. Природу происхождения я попытаюсь объяснить на примере ртутной лампы, натриевой лампы и нити накаливания. Сразу скажу, что квантовая теория осталась теорией, а образование фотона света полностью подчиняется основным законам физики, в частности, Второму Закону Ньютона.
И так, в колбе с высоким давлением находится два электрода и пары ртути. Один электрод раскаляется, с его поверхности испаряется металл. Именно металл, а не электронное облако. Этот металл мы можем видеть на стекле давно работающих ламп. Большое напряжение, созданное в колбе с высоким давлением, заставляет атом металла двигаться к другому электроду. Атом с большой скоростью летит к электроду, но на его пути вдруг встречается атом ртути, который имеет огромный вес. Атом вольфрама врезается в атом ртути, происходит резкое его торможение с последующим разлётом в разные стороны. При сталкивании двух массивных атомов металла, их ядра описывают зигзаг, притом ускорения они испытывают колоссальные. Так как «заряженные» ядра в момент столкновения имеют противоположные вектора ускорения, то и поля они генерируют различные, а значит в пространство ушла бинарная волна из двух разноимённых полей. В ртутной лампе сталкиваются два массивных атома с большой массой, а, следовательно, и большим импульсом. Именно этот импульс и передают они окружающему пространству в виде электромагнитной волны. Согласно закону сохранения импульса, чем больше скорость движения атома, тем мощнее будет волна. Подобное явление происходит в натриевой лампе, только вместо тяжелого атома ртути, атом вольфрама сталкивается с лёгким атомом натрия. Ускорение торможения получается не таким резким, отсюда имеем оранжевый спектр излучения вместо ультрафиолетового.
В нити накаливания никто не куда не летит, там протекают другие процессы. Под действием электрического поля электроны начинают упорядоченно двигаться. Это движение электронов в одной плоскости заставляет вибрировать все атомы проводника. Происходит разогрев нити. Поступательные движения заряженного ядра генерирует непрерывную электромагнитную волну, которую мы называем инфракрасной или тепловой. На её генерирование тратится до 95% электрической энергии, остальные 5% выходят в виде видимого спектра излучения от ускоренного движения электронов при взаимодействии с электронами соседних электронных облаков и от ядер очень возбуждённых атомов.
