Гений есть гений!

То есть чел даже не пробовал открыть учебник. Все на слух пытался понять. А в физике ещё и формулы бывают, их на бумаге пишут, а чтоб понять, ещё и задачки надо порешать.

Благодарю вас, сэр. Всегда приятно встретить соотечественника. Тем более здесь, на краю света, на этом богом забытом и захолустном острове, в просторечии именуемом Туманным Велодромом.

Вот и сегодня, трясясь на перекладных из Кембриджа в Оксфорд... ну, вы, наверняка, знаете эти два захолустных городишки... впрочем, я бы не сказал, что Ланден сильно от них отличается - тоже так себе, ага, типичная провинциальная дыра, йес.

Впрочем, мы отвлеклись. Представление электромагнитного поля в виде набора фотонов является всего лишь первым уровнем, не правда ли? Попробуем переместиться на второй. Итак, каким же образом передаётся взаимодействие в поле?

А ведь, оно передаётся, не так ли? Иначе, откуда бы взялась эта предельная максимально возможная скорость, равная скорости света? Возьмём листок в клеточку. Это наше пространство. И заставим его сплошь... маленькими гайками.

Попробуйте, попробуйте! У вас должно получиться. У гайки 6 граней и, таким образом, ими можно замостить без пробелов любую поверхность. Гайки это компактифицированные дополнительные измерения. Как видите, пока всё предельно наглядно и просто.

Что, если взаимодействие передаётся от гайки к гайке, а? Таким образом, в нашем 3-мерном пространстве это будет восприниматься как виртуальная волна, не так ли, коллега?

Гайка представляет из себя одномерную струну, закрученную в 6 дополнительных компактифицированных измерениях. Концы струны соединены друг с другом. Таким образом, перед нами нечто вроде перекрученного колечка.)

Фотон распространяется в электромагнитном поле. Собсна, фотон это и есть колебания этого поля. Поле это квантово-механическое понятие. Его аналогом в классической механике является среда.

Вообще говоря, поле это и есть пространство. Выражение "пустое пространство" означает, всего-навсего, только лишь то, что в этом пространстве нет барионного вещества. Но объём и, более того, масса этого "пустого" пространства никуда не делись.

Наглядным примером пространства будет... листок в клеточку. Мы можем нарисовать на нём всё, что угодно. Все нарисованные точки будут барионной материей. Но и чистый листок никуда не денется. 

Да вы и сами можете в этом убедиться. Смотрите, вот жи он, лежит прямо перед вами! И более того, вы можете его согнуть и свернуть. Тогда получится искривлённое пространство.

Чем отличается поле от среды? Волны в среде затухают, а в поле - нет! Волны в среде колеблют все частички среды, через которые проходят, а в поле - нет! Вот такие вот необычные свойства есть у поля.)

Радиоволну образуют радиофотоны. Как получается радиофотон? Давайте возьмём простейшую антенну, состоящую из двух металлических стержней, и внимательно  приглядимся к тому, что происходит внутри неё. Включать её пока не будем.

Смотрите, свободные электроны хаотично двигаются между атомами кристаллической решётки металла. Это обычное тепловое движение электронного газа. Но это движение не является равномерным, оно сопровождается множественными столкновениями и изменением направления движения электронов. Таким образом, электроны двигаются с ускорением и возбуждают в окружающем их пространстве волну. Смотрите, смотрите, перед каждым электроном бегут расходящиеся во все стороны волны. Это ни что иное, как фотоны. И вот здесь возникает вопрос, где кончается один фотон, и начинается другой?

Полагаю, это не принципиально. Можно считать, что между двумя соседними столкновениями умещается пол периода волны фотона. Эти волны не когерентны, хаотично поляризованы и поэтому не интерферируют друг с другом. Приёмник их не замечает.

Подключаем антенну к передатчику. На хаотичное тепловое движение электронов накладывается направленное, ага, типа, туда-сюда. Вот эта вот направленная составляющая и будет представлять из себя сумму триллионов когерентных фотонов, которые интерферируют друг с другом, образуя таким образом радиоволну.

Дождливым и туманным утром, в сосновом бору под Лондоном, где мне неоднократно доводилось собирать грибы, я много раз становился свидетелем необычного и захватывающего природного явления. Мельчайшие капельки тумана выстраивались вдоль силовых линий электромагнитного поля, создаваемого антенной моей рации.

Да, да, да, коллега, не удивляйтесь. Всё, действительно, так и было! Ти-та-та-та... ти-та-та-та... ти-та-та... пел в моих пальцах ключ передатчика, а с антенны срывались и уносились во все стороны со скоростью света сферические эквипотенциальные поверхности радиоволн. С сосновых веток капало, хвойные иголки кололи мне шею, и их сосновый аромат  сводил с ума... у моих ног стояла полная корзина с белыми грибами, а сквозь облака уже проглядывало солнце, и его лучи соткали разноцветную радугу над башнями Тауэра. Начинался чудесный летний день!

Впрочем, мы отвлеклись... В случае с излучением фотона атомом всё понятно. Нам известно время, в течении которого атом излучает. Со свободными электронами в составе электронного газа не всё так очевидно... Однако, в любом случае, длина волны фотона должна совпадать с длиной волны радиоволны. Единственное, что может вызывать вопросы, это сколько периодов волны уместилось в фотоне?

Например, в случае с излучением фотона атомом, в фотоне видимого света умещается порядка 100 000 периодов волны. Полагаю, в радиоволне в одном фотоне умещаются от 1000 до долей периода волны... Возникает вопрос:

- Неужели радиоволна повторяет внешний вид фотона?

Не знаю, наука не даёт однозначного ответа на этот вопрос. Патамушта, в этом случае, у фотона должны быть магнитная и электрическая составляющие, не так ли, коллега?)