Что мы называем волной
Почему по волне передаются изменение и энергия, но не один и тот же кусочек вещества.
Когда передающая антенна меняет поля вокруг себя, приёмная антенна на расстоянии реагирует на это изменение. Между ними не летит один и тот же электрон из провода передатчика. До приёмной антенны распространяется изменение электромагнитного состояния пространства.
Такое распространяющееся изменение называют волной (нем. Welle, англ. wave). Волна переносит энергию и может переносить информацию. Чтобы увидеть разницу между движением волны и движением вещества, удобно начать с верёвки.
Что движется по верёвке
Если резко поднять конец натянутой верёвки, по ней побежит импульс. Каждый небольшой участок верёвки при этом поднимется, опустится и останется около своего исходного места. Вдоль верёвки перемещаются не эти участки, а возмущение (нем. Störung, англ. disturbance) — изменение формы, напряжения и движения верёвки.
Рука совершает работу над первым участком верёвки. Он передаёт воздействие соседнему, тот — следующему. Поэтому энергия уходит вдоль верёвки, хотя вещество верёвки не отправляется к её дальнему концу. Это и есть первый полезный смысл слова «волна».
Почему для радио этого недостаточно
Верёвка — механическая волна: ей нужна среда (нем. Medium, англ. medium), способная передавать воздействие от одного участка к другому. Звук тоже нуждается в среде: в вакууме его не услышать.
Радиоволна — электромагнитная волна. Ей не нужны ни воздух, ни эфир, ни цепочка частиц между антеннами. В пространстве изменяются связанные электрическое и магнитное поля; эти изменения могут распространяться и в вакууме. Поэтому связь со спутником возможна через почти пустое космическое пространство.
Это не означает, что вещество всегда неважно. Земля, атмосфера, ионосфера, кабель и материалы вокруг антенны меняют распространение радиоволны. Но они не являются «веществом, которое несёт волну» так, как верёвка несёт механический импульс.
Что приходит к приёмной антенне
Приходящая электромагнитная волна создаёт в проводнике приёмной антенны напряжение и ток. Уже эти локальные токи и напряжения обрабатывает приёмник. Так связываются два конца пути сигнала: передатчик формирует изменения, пространство передаёт их, а приёмная антенна снова превращает их в электрический сигнал.