Em-bølgerne siges at være svingningerne o elektrisk og magnetisk felt vinkelret på hinanden og i retning af udbredelsesretningen af bølgen og dermed på tværs.
Overvej dog en ladet partikel, der oscillerer langs x-aksen uden bevægelse langs y- og z-aksen. Lad det være ved O. Overvej et punkt P, hvor vi overvejer det elektriske felt på grund af opladning. Når partiklen bevæger sig fra O til A, stiger det elektriske felt ved P. Og når det går fra O til B, falder det elektriske felt ved P med en lige stor mængde. Da den ladede partikel er i SHM, vil det elektriske felt ved P variere sinusformet. Imidlertid er det varierende elektriske felt også i retning af X-aksen. Og bølgen udbreder sig også i denne retning. Så det viser sig at være langsgående. Men da magnetfeltvariation vil være i vinkelret retning på det elektriske felt, vil den også være vinkelret på udbredelsesretningen af bølgen. Så bølgen skal være delvist langsgående og delvist på tværs. 
Kommentarer
- Relateret? physics.stackexchange.com/q/355128/104696
- Denne sætning er ikke korrekt: " it (magnetfelt) vil også være vinkelret på retning af udbredelse af bølgen. Så bølgen skal være delvist langsgående og delvist på tværs. " på grund af symmetri. På grund af symmetri er der ingen foretrukken retning vinkelret på X-aksen for magnetfeltet at pege på.
Svar
Du har ret i din observation af de elektriske og magnetiske felter ved et punkt P. Dette er dog en overvejelse af den såkaldte nærfelt af en oscillerende ladning. Nærfeltet udgør ikke et frit formerende elektromagnetisk felt. For at få det frit formerende (fjerne felt) elektromagnetiske felt skal du overveje afstande, der er meget større end bølgelængden svarende til svingningsfercensen. Derefter vil du se, at forplantningsfeltet er tværgående EM-bølger.
Bemærk tilføjet senere: Uanset afstanden henfalder det nærmeste felt (elektrisk og magnetisk) som $ 1 / r ^ 2 $ og det fjerne felt henfalder som $ 1 / r $, svarende til forplantning elektromagnetiske felter. Så langt nok fra kilden dominerer det fjerne felt.
Hvis du ser på det elektriske felt, der stammer fra Lienard-Wiechert-potentialet (Se Wikipedia, https://en.wikipedia.org/wiki/Liénard –Wiechert_potential) af en punktladning, der bevæger sig (accelererer) i x-retning, er der kun en nærfeltkomponent i x-retning på en hvilken som helst afstand og ingen fjernfeltkomponent. Især er der intet tværgående elektrisk eller magnetisk felt.
Kommentarer
- men i princippet kan punktet P være så langt som vi vil …
- Ja, men der vil ikke være nogen EM-bølge, der udsendes i x-retning fordi dette er retningen for ladningsoscillationen. Du bliver også nødt til at bruge forsinkede potentialer til det elektriske felt der.
- Men hvorfor bølgen ikke udsendes langs x-aksen.
- Dit svar er ikke forkert, men det gør jeg ikke mener, at dit argument er rigtigt, fordi der ikke er noget i spørgsmålet, der antyder, at P er i det nærmeste eller fjerne felt.
- @ZeroTheHero – Uanset afstanden falder det nærmeste felt (elektrisk og magnetisk) som $ 1 / r ^ 2 $ og det fjerne felt, der svarer til formeringselektromagnetiske felter, henfalder som $ 1 / r $. Hvis du ser på det elektriske felt, der stammer fra Lienard-Wiechert-potentialet for en punktladning, der bevæger sig (accelererer) i x-retning, er der kun en nærfeltkomponent i x-retning på enhver afstand og ingen fjernfeltkomponent. (Se Wikipedia) Især er der intet tværgående elektrisk eller magnetisk felt. Dette besvarer spørgsmålet om OP!
Svar
Hvis jeg har forstået din geometri ordentligt, kan du har en forvirring omkring sprog.
Det system, du beskriver, udsender ikke “elektromagnetisk stråling ” langs bevægelsesaksen. Det er det, der generelt menes, når folk taler om “elektromagnetiske bølger”: “bølgerne” påberåber sig noget, der kan bevæge sig langt fra kilden.
Ja, der er skiftende E (langs aksen) og B (omkring akse) felter der, men de er ikke, hvad folk mener, når de henviser til “elektromagnetisk stråling”: de er ikke radio, lys osv.
Formelt set er det fordi felterne langt væk falder af som $ 1 / r ^ 2 $, hvilket igen sker, fordi de kun skyldes kildepartiklen.
Når felter oprettes i den rigtige EM-bølgekonfiguration, forstærker de sig selv: felterne på afstand er hentet og dermed styrket af felter på afstand, så de falder kun som $ 1 / r $, derfor rejse gennem ledig plads.Det er det, vi kalder stråling, hvilket udgør den sædvanlige idé om elektromagnetiske bølger.