СКОРОСТЬ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН,
ДОПЛЕРОВСКИЙ СДВИГ
и
ЗАКОН ALICE

Han Erim
15 ноября 2023

Введение в тему:

В основе Закона Alice лежит Электромагнитная Теория, и в предыдущих публикациях я утверждал, что Электромагнитная Теория должна перейти к математике (c+v) (c-v). В этой статье я покажу вам, как можно перейти к Закону Alice, используя механику волн и Доплеровский сдвиг.

Объясняя тему, я использовал устройство, генерирующее равномерную синусоидальную волну с частотой в качестве источника электромагнитных волн. Вы можете предположить, что длина волны сигналов, создаваемых таким устройством, будет . Но... как ни странно... обычно это совсем не так. Потому что если передаваемый сигнал направляется к движущейся цели, то во время излучения сигнала изменяются как его длина волны (Доплеровский сдвиг), так и скорость распространения. В соответствии с этим, для объекта, испускающего электромагнитную волну, скорость распространяемой электромагнитной волны выражается следующим образом:

Используемые сокращения:
Сигнал: Электромагнитная волна
Источник: Объект, испускающий сигнал
Цель: Объект, к которому направлен сигнал.

: Скорость испускаемого сигнала относительно Источника
: Постоянная скорость света
: Частота излучения сигнала Источником
: Нормальная неизменённая длина волны сигнала.
: Величина изменения длины волны.
: Изменённая длина волны (Доплеровский сдвиг)
: Во время излучения сигнала разница скоростей между Источником и Целью.
: Если Источник и Цель удаляются друг от друга (+), если приближаются (-)


В этой статье рассматривается только Доплеровский сдвиг в электромагнитном взаимодействии. Механизм формирования Акустического Доплеровского сдвига, связанного со звуком, существенно отличается и не относится к данной теме.

До этого момента была дана вводная информация по теме. На этом этапе я сначала покажу, что изменение длины волны при Доплеровском сдвиге происходит во время излучения сигнала. Затем я последовательно рассмотрю скорости сигналов и Закон Alice.

Доплеровский сдвиг (изменение длины волны сигнала) происходит во время излучения сигнала.

Понять, что изменение длины волны при Доплеровском сдвиге происходит во время излучения сигнала, несложно. Рассмотрим Рисунок 1 ниже. Три устройства на рисунке идентичны. Устройство[0] неподвижно, Устройство[1] приближается к башне со скоростью u, а Устройство[2] удаляется от башни со скоростью u. Для удобства объяснения предполагаем, что скорости движущихся устройств одинаковы. Рисунок показывает начальное положение события. В этот момент все три устройства находятся на равном расстоянии от башни и начинают передавать сигнал. Расстояние между башней и устройствами не имеет ограничений.

Рисунок 1 - Начало события

Поскольку частоты устройств одинаковы (), каждое устройство излучает одну длину волны синусоидального сигнала за время . Время является общим значением для всех трех устройств.

Рассмотрим ход события в зависимости от времени : В начале времени устройства находятся на одинаковом расстоянии от башни и начинают передавать сигнал. К концу времени устройства закончат излучение одной синусоидальной волны. Положение излученных сигналов и устройств в этот момент показано на Рисунке 2.

Рисунок 2 - Положение сигналов, направленных к башне, по окончании времени . Момент, когда устройства завершили излучение одной синусоидальной волны.

Анализ ситуации, показанной на Рисунке 2:
Когда устройства находились в точке O, они начали передавать сигнал к башне. В течение времени части синусоидальных волн, уже излученные, двигались к башне со скоростью , а устройства Cihaz[1] и Cihaz[2] продолжали двигаться в своих направлениях. По окончании времени излучение синусоидальных волн завершается. В этот момент передние границы синусоидальных волн находятся на равном расстоянии от башни, а задние границы остаются на местах, где находятся устройства. Как видно, длины волн сигналов оказались разными. Длина волны сигнала, отправленного удаляющимся от башни устройством Cihaz[2], увеличилась на , а длина волны сигнала, отправленного приближающимся к башне устройством Cihaz[1], уменьшилась на . Таким образом, получен конечный результат.

Следует отметить, что это очень важное наблюдение. Поскольку это открытие завершает многие споры о теории физики и, кроме того, позволяет легко продемонстрировать и понять многие неизвестные или малоизученные важные детали в физике.

Расчет длин волн сигналов и скоростей сигналов

Мы можем вычислить длины волн, показанных на Рисунке 2, на основе времени излучения (или частоты) синусоидальной волны и скоростей устройств.

Номер устройства	Длина волны излученного сигнала
[2]
[1]
[0]	(без изменений)

Рисунок 2 также дает важную информацию о скоростях сигналов, которые устройства отправляют на башню в своих собственных системах отсчета. Поскольку к концу времени длины волн сигналов различны (), скорости сигналов, излучаемых в системах отсчета устройств, также различны. В следующей таблице приведены скорости сигналов, излучаемых устройствами в их собственных системах отсчета.

Номер устройства	Скорость излученного сигнала в собственной системе отсчета каждого устройства
[2]
[1]
[0]

В приведенных выше уравнениях обычно следовало бы использовать значение "v", представляющее скорость сближения/удаления между двумя объектами (Башня и Устройство). Однако, поскольку здесь движения происходят только вдоль одной оси, мы можем заменить "v" значениями скорости "u" (v = u). Таким образом, мы естественным образом перешли к Закону Alice, который является названием ситуации, представленной в Таблице 2. (См. "Закон Alice. Переход к математике (c+v)(c-v) в электромагнитной теории", 2017, Хан Эрим)

Таким образом, мы увидели, как выполняется уравнение, представленное в начале темы.
Скорость электромагнитной волны, излучаемой объектом, в собственной системе отсчета этого объекта определяется следующим образом:

Уравнение исходящего сигнала

Скорость сигнала = Частота сигнала × Измененная/неизмененная длина волны сигнала
Скорость сигнала = Постоянная скорость света + Скорость между Источником и Целевым объектом

Как видно из уравнения, если Источник и Целевой объект находятся в покое относительно друг друга,

, и , то скорость сигнала относительно излучающего его источника будет равна .

Определение исходящего сигнала: Для объекта, испускаемая им электромагнитная волна называется Исходящим сигналом, и его скорость определяется приведенным выше уравнением.

Каковы частоты и длины волн сигналов, поступающих на башню?

Мы установили, что длины волн сигналов, отправляемых устройствами на башню, различны (Рисунок 2). Устройства начали передавать сигнал с одинакового расстояния до башни (Рисунок 1). Мы знаем, что сигналы будут достигать башни со скоростью света (мы принимаем это как начальное условие). Следовательно, передние фронты сигналов достигнут башни одновременно (Рисунок 3).

Рисунок 3- Сигналы достигают башни со скоростью .

Различие в длинах волн сигналов, поступающих на башню, приводит к тому, что сигналы принимаются башней в разное время. Поскольку мы знаем длины волн и скорости сигналов относительно башни, мы можем рассчитать время их приема и их частоты.

Номер сигнала	Длина волны полученного сигнала	Скорость  полученного сигнала	Время приема сигнала за одну длину волны	Частота полученного сигнала
[2]
[1]
[0]

Таблица 3- Время приема и частоты сигналов, поступающих на башню.

В результате, сигналы, излучаемые устройствами с частотой , принимаются башней с частотами . Как видно, между входящими сигналами на башне выполняется следующее равенство: .

К теме принципа относительности Галилея мы вернемся в следующей части. Однако здесь уместно отметить: на основании принципа относительности Галилея мы можем обобщить полученный результат. Для целевого объекта скорость поступающего сигнала всегда постоянна и равна скорости света.

Уравнение входящего сигнала

: Скорость поступающего сигнала = постоянная скорость света
: Частота поступающего сигнала
: Длина волны поступающего сигнала

Определение входящего сигнала: Для объекта сигнал, поступающий к нему или предназначенный для него, называется Входящим сигналом.

Где и как происходит изменение длины волны, если сигнал отправляется с башни к устройствам?

Рисунок 4- Устанавливаем устройство на башню и отправляем сигнал с башни

Давайте разместим на башне то же самое устройство, которое излучает с частотой , и отправим сигнал с башни. Мы знаем, что на сигналы, поступающие в устройства [1] и [2], которые движутся относительно башни, будет влиять Доплеровский сдвиг. Но как и где это происходит? Ранее, чтобы понять и увидеть, как изменяется длина волны, мы использовали скорости устройств (Рисунок 2). Но поскольку здесь башня неподвижна, мы не можем использовать тот же метод.

Прежде всего, я хочу показать вам ошибочную логику, которая до сих пор присутствует в электромагнитной теории. Для этой цели я подготовил Рисунок 5.

Рисунок 5- Ошибочная логика, все еще действующая в электромагнитной теории: Башня излучает на частоте . Поскольку предполагается, что длина волны испускаемых сигналов составляет , на рисунке показано, что сигналы покидают башню во всех направлениях с длиной волны и скоростью .

Почему Рисунок 5 ошибочен? Если рассматривать рисунок с точки зрения геометрии и математических правил, мы увидим, что в собственной системе отсчета Устройства[2] скорость сигнала, приходящего с башни, составляет , а в системе отсчета Устройства[1] скорость сигнала от башни составляет . Однако, в собственной системе отсчета любого объекта скорость приходящего к нему сигнала всегда должна быть равна скорости света. (В Законе Алисы математика "c+v", "c-v" работает иначе. Не удивляйтесь. Чуть дальше мы увидим правильное применение.). Другая ошибка заключается в следующем: здесь предполагается, что Доплеровский сдвиг (изменение длины волны) должен происходить, когда сигналы достигают своей цели. Однако, при Доплеровском сдвиге изменение длины волны должно происходить во время излучения сигнала.

Как выглядит правильное объяснение? Давайте рассмотрим это. Когда мы отправляем сигнал с башни, информация, которая позволит нам определить изменение длины волны в сигналах, происходит из ПРИНЦИПА ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ ГАЛИЛЕЯ. Согласно этому принципу: Если два объекта движутся друг относительно друга, то не существует объективного ответа на вопрос, какой из них действительно находится в движении. Законы физики одинаково действуют для обоих объектов в любом случае. Следовательно, используя Принцип относительности Галилея и информацию из Рисунка 2, мы можем легко определить длины волн и скорости сигналов, передаваемых с башни на устройства. Так, сигнал, который Устройство[2] отправляет на башню, должен быть идентичен сигналу, который башня отправляет Устройству[2]. Поскольку длина волны сигнала, передаваемого Устройством[2], равна и его скорость в собственной системе отсчета составляет , то длина волны сигнала, передаваемого с башни на Устройство[2], будет , а его скорость относительно башни — . Этот же принцип можно применить к сигналам, отправляемым башней на другие устройства. Как видно, Принцип относительности Галилея немедленно приводит нас к правильному результату.

Рисунок 6- В конце интервала времени видны длины волн сигналов, отправленных с башни к устройствам, а также их скорости относительно башни. Получено на основе информации из Рисунка 2.

Принцип относительности Галилея является мощным инструментом в теоретической физике. В таких ситуациях, когда он необходим, он действительно становится спасением. Получить Рисунок 6 без использования этого принципа, если не невозможно, то, по крайней мере, крайне сложно. Если у вас есть сомнения в правильности Рисунка 6, посмотрите на Рисунок 2. Потому что если Рисунок 2 верен, то и Рисунок 6 автоматически будет верным.

Следующий рисунок добавлен для завершения темы. Башня и устройства обмениваются сигналами. Сигнал, отправленный с башни на устройство, и сигнал, отправленный этим устройством обратно на башню, имеют одинаковые характеристики.

Рисунок 7- Взаимно передаваемые сигналы и ситуация в конце интервала времени . Наблюдаем процесс с точки зрения системы отсчета башни.

Откуда и куда идет сигнал?	Частота, длина волны и скорость сигнала, испускаемого источником в его системе отсчета.			Частота, длина волны и скорость сигнала, воспринимаемого целью в ее системе отсчета.
	Частота	Длина волны	Скорость	Частота	Длина волны	Скорость
Башня[2] [2]Башня
Башня[1] [1]Башня
Башня[0] [0]Башня

Таблица 4- Исходящие и входящие сигналы и принцип относительности Галилея

Проверим, сохраняется ли равенство входящего сигнала; На рисунке легко увидеть, что скорость сигнала, отправленного с Башни к Устройству [2] со скоростью , будет равна в системе отсчета Устройства [2]. . Аналогичная ситуация существует и для Устройства [1]. . То есть, выполняется условие, что скорость сигнала, приходящего к устройствам, в их собственной системе отсчета равна .

Особо подчеркну: Фактически Башня и Устройства передают сигналы, соответствующие равенству , и длина волны передаваемого сигнала равна . Однако они не вмешиваются в изменение длины волны сигнала. Изменение длины волны происходит независимо от передающего сигнала Источника. Именно Целевой объект изменяет длину волны.

Эксперимент Майкельсона-Морли и принцип относительности Галилея

Объединение полученных нами результатов с экспериментом Майкельсона-Морли будет полезным. Принцип относительности Галилея и здесь остается неизменным.

На рисунке ниже показано, как Звезда отправляет световой сигнал на Землю. Мы видим скорость сигнала относительно систем отсчета Звезды и Земли.

Рисунок 8- Правильная интерпретация эксперимента Майкельсона-Морли.

Прежде всего, хочу показать прямую связь рисунка с принципом относительности Галилея. Обратите внимание, что на рисунке неясно, движется ли Звезда, Земля или оба объекта вместе. Единственное, что мы можем сказать, это то, что Земля и Звезда движутся относительно друг друга. Несмотря на эту неопределенность, уравнения Исходящего и Входящего сигнала остаются неизменными. Мы знаем это потому, что эксперимент Майкельсона-Морли доказывает, что скорость Входящего сигнала является . Неизменность уравнения Исходящего сигнала подтверждается эффектом Доплера (1840, Кристиан Доплер).

Изменение длины волны при эффекте Доплера

Значения в уравнении эффекта Доплера и уравнении Исходящего Сигнала идентичны. Неизвестной темой в физике была скорость Исходящего Сигнала. С помощью Закона Алисы этот вопрос получил свое решение.

Этот момент, конечно же, важен: Принцип относительности Галилея не объясняет, почему происходит этот процесс, а только описывает, какой результат будет получен. Предположим, что звезда на рисунке остается неподвижной. Даже в этом случае световой сигнал, отправленный звездой на Землю, достигнет Земли со скорректированной длиной волны, как будто "знает" скорость Земли в космосе, и его скорость распространения составит , а скорость приближения к Земле будет равна . Почему и как это происходит? Принцип относительности Галилея не дает ответа на этот вопрос. Может ли ответить на это Электромагнитная Теория? Нет, не может. В Законе Алисы, однако, это сразу становится очевидным, то есть ответ уже есть. Но более глубокие объяснения, несомненно, появятся по мере дальнейшего изучения Закона Алисы и только через многие годы. Я советую вам как можно быстрее адаптироваться к Закону Алисы.

Я подготовил финальную иллюстрацию, которая содержит и обобщает информацию, представленную здесь. На рисунке мы рассматриваем ситуацию с точки зрения системы отсчета Башни. Как видно, Сигнальная Башня излучает сигнал с частотой и длиной волны (). Передаваемые сигналы распространяются к объектам, движущимся в разных направлениях и с разными скоростями. Так как ранее была предоставлена вся необходимая информация, здесь я представляю иллюстрацию без дополнительных комментариев.

Рисунок 9- Эффект Доплера.

Выводы работы

Понимание того, что изменение длины волны происходит в момент излучения сигнала, является переломным моментом для Теоретической Физики. Если вы достигли этой точки, то с этого момента уже не сможете смотреть на Физику по-старому. Потому что за этим следуют многие другие удивительные открытия. В качестве примера я привел ниже некоторые из знаний, появившихся в ходе этого исследования.

1) Изменение длины волны при эффекте Доплера происходит во время излучения электромагнитной волны. [Ref: Рисунок 2, Рисунок 6]

2) Фактор, определяющий величину изменения длины волны — это скорость целевого объекта относительно источника. [Ref: Рисунок 2, Рисунок 6]

3) Изменение длины волны не зависит от расстояния между Источником и Целевым объектом. [Ref: Рисунок 2]

4) Скорость электромагнитной волны не зависит от объекта, который ее излучает. [Ref: Рисунок 2, Рисунок 6]

5) Когда излучается электромагнитная волна, ее целевой объект уже определен. [Ref: Рисунок 6]

На самом деле, существует гораздо больше выводов, но я не стал перечислять их здесь. Вы можете найти больше результатов, работая с Законом Alice.

Существуют ли экспериментальные подтверждения?

Мы уже видели два экспериментальных подтверждения описанных явлений. Существование эффекта Доплера и эксперимент Майкельсона-Морли являются их эмпирическими доказательствами. Однако, конечно, требуется и прямое экспериментальное подтверждение. Рисунок 6 ясно показывает, что необходимо сделать. Достаточно измерить скорость сигнала, отправленного с неподвижной системы отсчета на движущуюся цель. И, конечно же, это измерение должно быть выполнено из неподвижной системы отсчета. Другим методом может быть отдельное измерение скорости сигнала относительно системы отсчета Источника и Цели.

Наука о физике задержалась с проведением этого эксперимента на 2023-1840 = 183 года. С 2001 года, когда я запустил сайт aliceinphysics.com, я призываю провести такой эксперимент. После публикации моей книги "Закон Alice. Переход к математике (c+v)(c-v) в электромагнитной теории" в 2017 году, я начал говорить об этом еще громче. Сейчас мы вступаем в 2024 год, и мой голос уже сорван от криков. Университеты, институты, может быть, вы обратите внимание на то, что здесь написано, и проведете этот эксперимент.

Также возможно разработать эксперименты, способные показать, что изменение длины волны в эффекте Доплера происходит в источнике сигнала. Если ко мне обратятся за мнением, я с радостью поделюсь своими идеями по этому поводу.

Благодарю за прочтение,
С уважением,

Han Erim