¿Cómo una cantidad fija de energía de radio transmitida suministra un número desconocido de destinos?

Un frente de onda (su señal) tiene una cantidad fija de energía que le da el transmisor. Pase lo que pase con la onda una vez que sale del transmisor es independiente del transmisor, por lo que recibir una señal no drena ninguna energía adicional del transmisor (aunque puede drenar energía del propio frente de onda).

EDITAR: Como señaló @Alfred Centauri en los comentarios, el transmisor se vería afectado si el receptor estuviera en el campo cercano. Para fines de radioaficionados, el campo cercano deja de existir dentro de los 200 metros del transmisor (en la gran mayoría de los casos), por lo que es poco probable que alguien que "sintonice" su transmisión afecte directamente su transmisor.

La confusión a la que te enfrentas es histórica. Originalmente, se pensaba que las interacciones de diferentes cuerpos ocurrían a una distancia más o menos instantánea, como en el caso de la época de Newton y su teoría gravitatoria.

Pero cuando descubrimos el electromagnetismo, y en particular, cuando Maxwell completó su formulación del electromagnetismo tal como está contenido en las Ecuaciones de Maxwell , volvió a expresar las leyes del electromagnetismo de una manera que cambiaría la evolución futura de la física.

^{En realidad, fue Faraday quien introdujo la noción de "campos". Pero uno podría argumentar que, si no fuera por la descripción matemática de Maxwell, habría sido poco probable que tuviera el impacto que tuvo tan rápido como lo hizo.}

$$\mathbf \nabla \cdot \mathbf E = \frac{\rho}{\epsilon_0} \qquad \mathbf \nabla \times \mathbf E = -\frac{\partial B}{\partial t}$$ $$\mathbf \nabla \cdot \mathbf B = 0 \qquad \mathbf \nabla \times \mathbf B = \mu_0 \left( \mathbf J + \epsilon_0 \frac{\partial E}{\partial t } \right)$$

Las ecuaciones dan miedo, pero lo que quiero llamar la atención es que se trata fundamentalmente de ecuaciones de campo , que describen la evolución de los campos eléctricos y magnéticos.

Por supuesto, estos son completamente equivalentes a otras descripciones de electricidad y magnetismo con las que podría estar más familiarizado, por ejemplo, cosas como la ley de Coloumb:

$$\mathbf F = \frac{ k q_1 q_2 }{ r^2 } \hat r$$

Pero la idea detrás de la formulación de Maxwell es muy diferente. Los campos eléctricos y magnéticos toman el centro del escenario, de repente promovidos a cosas muy reales y tangibles que existen en todas partes y siguen su propio conjunto de leyes. Al principio, esto molestó profundamente a muchos contemporáneos. Claro, dirían, los campos eléctricos y magnéticos son trucos matemáticos perfectamente buenos que puedes usar para resolver problemas más fácilmente, pero no pueden ser reales .

Pero son reales, reales en todos los sentidos de la palabra. En particular, el descubrimiento que convertiría a muchas mentes es que los campos eléctricos y magnéticos almacenan una cantidad cuantificable de energía. En particular, la cantidad de energía almacenada en los campos eléctrico y magnético es proporcional al cuadrado de sus magnitudes.

$$\frac 12 \epsilon | \mathbf E |^2 \quad \text{ or } \quad \frac {1}{2\mu} | \mathbf B |^2$$

De repente se volvió muy incómodo tratar de negar la existencia de los campos eléctricos y magnéticos. Si no desea asignar ningún tipo de estatus ontológico a los campos en sí, de repente se encuentra en la posición de tener que inventar excusas muy largas y complicadas de por qué en algunos experimentos eléctricos simples parecería como si la energía fuera no conservado.

Una vez que esta idea se aceptara por completo, abriría la puerta a la mayor parte de la física moderna. Una gran fracción de toda la física en estos días está ligada al estudio de ecuaciones de campo, ya sea en física de alta energía, plasmas, fluidos, teorías de materiales continuos, etc.

Volviendo a la pregunta que nos ocupa. Una vez que haya aceptado la idea de que los campos eléctrico y magnético son entidades reales, creo que la respuesta a su pregunta se vuelve natural. Su transmisor pierde energía tan pronto como intenta interactuar con los campos eléctricos y magnéticos de su antena. Después de eso, los disturbios que hayas comprado y pagadocomience a propagarse de acuerdo con las ecuaciones de Maxwell, en su mayor parte simplemente extendiéndose desde su antena. Que alguien escuche o no sus transmisiones en SSB o CW (¡Hams uníos!) no afecta a su transmisor. Comprado y pagado. En el extremo receptor, en realidad están convirtiendo el contenido de energía de los campos eléctricos y magnéticos (en su propia antena) en señales eléctricas en su receptor, que cuando se amplifican y bombean a través de sus auriculares aseguran 59s por todas partes. 73.