Em-aaltojen sanotaan olevan sähkö- ja magneettikentän värähtelyjä kohtisuorassa toisiinsa ja aallon etenemissuuntaan nähden ja siten poikittain.
Harkitse kuitenkin varautuneen hiukkasen värähtelyä x-akselilla ilman liikettä y- ja z-akselilla. Olkoon se kohdassa O. Tarkastellaan pistettä P, jossa tarkastellaan latauksesta johtuvaa sähkökenttää. Kun hiukkanen siirtyy O: sta A: han, sähkökenttä P: ssä kasvaa. Ja kun se siirtyy O: sta B: hen, sähkökenttä P: ssä pienenee yhtä paljon. Koska varattu hiukkanen on SHM: ssä, sähkökenttä P: ssä vaihtelee sinimuotoisesti. Vaihteleva sähkökenttä on kuitenkin myös X-akselin suunnassa. Ja aalto etenee myös tähän suuntaan. Joten se tulee olemaan pitkittäinen. Koska magneettikentän vaihtelu on kohtisuorassa suunnassa sähkökentään nähden, se on myös kohtisuorassa aallon etenemissuuntaan. Joten aallon tulisi olla osittain pituussuuntainen ja osittain poikittainen. 
kommentit
- Liittyvätkö? physics.stackexchange.com/q/355128/104696
- Tämä lausunto ei ole oikea: " se (magneettikenttä) on myös kohtisuorassa aallon etenemissuuntaan. Joten aallon tulisi olla osittain pitkittäinen ja osittain poikittainen. " symmetrian vuoksi. Symmetrian takia ei ole edullista X-akseliin kohtisuoraa suuntaa, johon magneettikenttä osoittaa.
Vastaa
Olet oikeassa havaitessasi sähkö- ja magneettikenttiä pisteessä P. Tämä on kuitenkin niin kutsutun lähikentän huomio. värähtelevän varauksen. Lähikenttä ei muodosta vapaasti etenevää sähkömagneettista kenttää. Saadaksesi vapaasti etenevän (kaukakentän) sähkömagneettisen kentän, sinun on otettava huomioon etäisyydet, jotka ovat paljon suurempia kuin värähtelytaajuutta vastaava aallonpituus. poikittaiset EM-aallot.
Huomautus lisätty myöhemmin: Etäisyydestä riippumatta lähikenttä (sähköinen ja magneettinen) hajoaa muodossa $ 1 / r ^ 2 $ ja kaukokenttä hajoaa muodossa $ 1 / r $, mikä vastaa etenemistä. sähkömagneettiset kentät. Riittävän kaukana lähteestä kaukakenttä on hallitseva.
Jos tarkastellaan Lienard-Wiechert-potentiaalista johdettua sähkökenttää (katso Wikipedia, https://en.wikipedia.org/wiki/Liénard –Wiechert_potential) pisteestä, joka liikkuu (kiihtyy) x-suunnassa, vain lähikenttäosa on x-suunnassa millä tahansa etäisyydellä eikä kaukokentän komponenttia. Erityisesti ei ole poikittaista sähkö- tai magneettikenttää.
Kommentit
- mutta periaatteessa piste P voi olla niin pitkälle kuin haluamme …
- Kyllä, mutta x-suunnassa ei tule EM-aaltoa koska tämä on varauksen värähtelyn suunta. Sinun olisi myös käytettävä hidastuneita potentiaaleja siellä olevalle sähkökentälle.
- Mutta miksi aalto ei lähde x-akselia pitkin.
- Vastauksesi ei ole virheellinen, mutta en mielestäni argumenttisi on oikea, koska kysymyksessä ei ole mitään, mikä viittaa siihen, että P on lähi- tai kaukakentässä.
- @ZeroTheHero – Etäisyydestä riippumatta lähikenttä (sähköinen ja magneettinen) hajoaa $ 1 / r ^ 2 $ ja kaukana oleva kenttä, joka vastaa eteneviä sähkömagneettisia kenttiä, hajoaa muodossa $ 1 / r $. Jos tarkastellaan sähkökenttää, joka saadaan Lienard-Wiechert-potentiaalista, kun pistelataus liikkuu (kiihtyy) x-suunnassa, x-suunnassa on vain lähellä olevan kentän komponentti millä tahansa etäisyydellä eikä kaukakentän komponenttia. (Katso Wikipedia) Erityisesti ei ole poikittaista sähkö- tai magneettikenttää. Tämä vastaa OP-kysymykseen!
Vastaa
Jos olen ymmärtänyt geometrianne oikein, voit olla hämmentynyt kielen suhteen.
Kuvaamasi järjestelmä ei lähetä mitään sähkömagneettista säteilyä liikkeensa akselilla. Sitä tarkoitetaan yleensä, kun ihmiset puhuvat ”sähkömagneettisista aalloista”: ”aallot” vetävät jotain, joka voi kulkea kaukana lähteestään.
Kyllä, E: tä (akselia pitkin) ja B: tä ( akselin) kentät siellä, mutta niitä ei tarkoita, mitä ihmiset tarkoittavat viitatessaan ”sähkömagneettiseen säteilyyn”: ne eivät ole radioa, valoa jne. pudota kuten $ 1 / r ^ 2 $, mikä puolestaan tapahtuu, koska ne johtuvat vain lähdehiukkasesta.
Kun kentät luodaan oikeaan EM-aaltomääritykseen, ne vahvistuvat itsestään: Etäisyyden kentät ovat peräisin, joten ne vahvistuvat etäisyydellä olevista kentistä, joten ne putoavat vain muodossa $ 1 / r $, joten matkustaa vapaan tilan läpi.Sitä kutsutaan säteilyksi, mikä muodostaa tavallisen ajatuksen sähkömagneettisista aalloista.