Баллистическая теория Ритца и картина мироздания

Но вернёмся к анализу антенны и рассмотрим её излучение уже не в зоне квазистатики, а в волновой зоне, когда заряд находится достаточно далеко от антенны и время движения света до пробного заряда становится много больше периода колебаний тока. Именно в волновой зоне возникает то, что называют светом, электромагнитными волнами. Ведь в зоне квазистатики электровоздействие, хоть и велико, но быстро спадает с удалением r: поле диполя убывает пропорционально r³. В волновой же зоне электрическое E и магнитное H поля спадают как 1/r, а интенсивность света EH — как 1/r². Но как же это возможно, если даже у одиночного, равномерно движущегося заряда, поля E и H спадают как 1/

r², а у системы зарядов — ещё быстрее?

Рис. 31. Эффект Ритца. Движение заряда с ускорением a наращивает плотность n потока испущенных им реонов, частоту их ударов о другой заряд и силу отталкивания F, если лучевое ускорение a_r<0.

Всё дело в том, что в БТР имеет место ранее неизвестный физикам эффект Ритца, справедливый как для света, так и для любых других электрических воздействий, переносимых реонами (§ 1.10). Суть его в том, что при движении заряда с переменной скоростью (с ускорением a) тот придаёт реонам разную добавочную скорость, отчего реоны группируются — скучиваются или расходятся, причём тем сильнее, чем дальше они улетают от источника (именно так и клистрон формирует в изначально однородном потоке электронов сгустки, узлы [36, Ч.II; 103], см. § 2.11). Соответственно и сила воздействия реонов растёт или падает пропорционально плотности их потока n'=n(1–ra_r/c²): град пуль-реонов барабанит по заряду чаще или реже (Рис. 31). А если заряд колеблется (проекция его ускорения a_r меняется), то это ведёт к группировке реонов, испущенных с положительным лучевым ускорением, и — разрежению испущенных с обратным, — антенна, модулируя поток реонов по скорости, осуществляет модуляцию его по плотности. В пространстве возникают периодичные сгустки-разрежения реонов, движущиеся с их световой скоростью c

. Поскольку БТР называют ещё теорией истечения (§ 1.9), то световые волны плотности потока реонов от вибрирующих или крутящихся зарядов подобны видимым волнам от вертящихся поливалок для газона и фейерверочных колёс (см. обложку), выбрасывающих многовитковые спирали, разлетающиеся со скоростью капель, искр. По мере движения реонов плотность их сгустков растёт (Рис. 32). Колебания концентрации реонов в потоке ведут к колебаниям электрического поля E, пропорциональным ra_r/c². Эти колебания и регистрирует приёмник, тогда как постоянная составляющая поля подвижных электронов нейтрализуется таким же полем неподвижных положительных ионов металла.

Рис. 32. а) клистрон модулирует плотность потока n электронов, придавая им разные скорости, б) аналогично колебания заряда или звезды, меняющие скорость запуска реонов, формируют периодичные сгустки-разрежения потока реонов, рождающие колебания электрической силы, частоты и яркости света.

Поле неподвижного заряда q находится как

E=q/4πε₀r²,

а у колеблющегося амплитуда колебаний поля будет

Era/c²= qa/4πε

₀rc² (Рис. 33).

Поскольку амплитуда ускорения гармонически колеблющегося заряда a=ω²l, где ω=2π/T — циклическая частота колебаний, l — длина антенны, то амплитуда колебаний электрического поля в волновой зоне

ΔE= qω²l/4πε₀rc².

Но qω —это амплитуда тока I

, а c²=1/ε0μ0. Отсюда

ΔE=Iωμ₀l/4πr.

Именно так находится электрическое поле излучателя в волновой зоне [88]. Как видим, поле действительно убывает как 1/r. Аналогичный расчёт легко провести для магнитного поля H, тоже спадающего как 1/r. Ведь магнитное воздействие, как электрическое (точнее как частная его разновидность), — пропорционально концентрации реонов в потоке. А плотность мощности излучения (интенсивность света), равная произведению E и H, спадает, как положено, пропорционально r², причём мощность излучения растёт с его частотой ω. Даёт БТР и верную диаграмму направленности антенны.

Рис. 33. Колебания тока в диполе Герца соответствуют колебанию ускорения зарядов c амплитудой a, что приводит к периодичному изменению поля возле пробного заряда.