Pourquoi pas dondes électromagnétiques longitudinales?

Je pense que cest en partie une question de vocabulaire et en partie un reflet du fait que les oscillations longitudinales coulombiennes que vous décrivez diminuent si rapidement avec la distance. (Fondamentalement $ 1 / r ^ 2 $ au lieu de $ 1 / r $.) Par conséquent, ils sont généralement appelés « effets de champ proche » et sont totalement dominés par les « ondes » transversales après une distance de très peu de longueurs donde. Néanmoins, ils existent, même dans le vide, et ils sétendent à linfini, juste très, très faiblement.

Une fois que vous vous êtes suffisamment éloigné dune source rayonnante, votre champ ressemblera approximativement à une onde plane.

Si vous regardez une onde plane, où $ \ vec {E} (\ vec {x}, t) = \ vec {E} _0 (\ vec {k} \ cdot \ vec {x} – \ omega t) $ et $ \ vec {B} (\ vec {x}, t) = \ vec {B} _0 (\ vec {k} \ cdot \ vec {x} – \ omega t) $ (pour fonctions dune seule variable $ \ vec {E} _0 $, $ \ vec {B} _0 $), vous trouver que satisfaisant les équations de Maxwell dans lespace vide nécessite que $ \ vec {k} \ cdot \ vec {E} _0 = \ vec {k} \ cdot \ vec {B} _0 = 0 $. Autrement dit, les champs électrique et magnétique doivent être perpendiculaires à la direction

Pourquoi? Parce quune variation le long de la direction de propagation entraînerait une divergence non nulle de $ \ vec {E} $ ou $ \ vec {B} $, ce qui est strictement interdit. , bien sûr, vous avez une densité de charge non nulle, auquel cas $ \ vec {E} $ peut avoir une divergence correspondante. Cest pourquoi les ondes longitudinales sont possibles dans les plasmas.

http://en.wikipedia.org/wiki/Longitudinal_wave#Electromagnetic a un bon résumé de la situation. Il ny a pas de solutions longitudinales des équations de Maxwell dans le vide, mais vous pouvez obtenir de telles solutions dans un plasma.

Commentaires

• Alors, EM les ondes sont longitudinales dans le plasma?
• Oui, mais elles ‘ sont vraiment des ondes sonores dans un gaz chargé et non des ondes EM.
• Je suis un profane, alors je mexcuse pour une possible question stupide, mais ces ondes progressives non déformées ne comptent pas comme des ondes EM longitudinales? Peut-être des solitons? arxiv.org/pdf/hep-th/9606171v4.pdf Merci davance.

Je ne sais pas si cela constitue vraiment une réponse, mais si je lis bien votre question, je pense que vous trouverez cette citation intéressante:

« Les formes originales de la mécanique quantique … [quantifiées] … le champ électromagnétique … par transformation de Fourier, comme une superposition dondes planes ayant transversales, longitudinales , et polarisations temporelles … La combinaison doscillateurs longitudinaux et temporels sest avérée fournir linteraction coulombienne (instantanée) des particules, alors que les oscillateurs transverses étaient équivalents aux photons. ]

[1] Laurie M. Brown, Thèse de Feynman , pp. xi-xii. World Scientific (2005), édition de poche.

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• Les ondes transversales ne sont pas une propagation obligatoire. Envisagez une charge uniforme en mouvement. Son champ électrique a des composantes longitudinales et transversales, mais rien nest un rayonnement.

Ce nest pas lié au fait que le photon sans masse ne peut pas avoir de mode longitudinal? Il devrait satisfaire,

$$ k_ \ mu \ epsilon ^ \ mu = – \ vec k \ cdot \ vec \ epsilon = 0 $$ Si cétait longitudinal, $ \ vec k = \ vec \ epsilon \ times | \ vec k | $ afin que $ \ vec k \ cdot \ vec \ epsilon = | \ vec k | \ ne0 $.

Notez que si le photon était massif, nous serions autorisés son cadre de repos dans lequel $ \ vec k = 0 $, mais ce nest pas « t, donc nous » ne le sommes pas.

Si vous regardez une onde lumineuse comme un axe rotatif $ x $ et $ y $ qui se propage vers lavant dans la direction $ z $, léquation qui peut en résulter prend lapparence dune vis ou dune hélice. Léquation de la vague nest pas seulement fonction du temps, mais aussi en $ z $.

$$ y = A \ mathrm e ^ {i (Bz + \ omega t)}, \ quad i = \ sqrt {-1} $$

Notez une équation de une hélice qui est:

$$ X = A \ sin Bz, \ quad y = A \ cos Bz, \ quad z = z $$

Il semble que lhélice soit formé en faisant tourner la polarisation de londe lumineuse à une vitesse angulaire. Cela ressemble à la description dune onde «longitudinale». Jespère que cela vous aidera.

Les champs électromagnétiques longitudinaux sont nécessaires pour satisfaire Maxwells divE = 0 + rho_free. Ils existent toujours même dans le vide. Lapproximation des ondes planes ne tient pas très bien en dehors de quelques conditions (très limitées).

La lumière peut avoir une polarisation le long le vecteur k. Voir la lumière polarisée circulaire.

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• La lumière à polarisation circulaire est transversale …

Parce que vous cherchez dans les mauvaises parties de la science, une oubliée depuis longtemps et jamais poursuivie. Vous pourriez rechercher Marconi et Tesla, qui utilisent tous deux des ondes électromagnétiques longitudinales dans leurs dispositifs de transmission. Tesla ne se souciait pas de la transmission de signal sans fil, mais de la transmission de « puissance » sans fil.

https://en.wikipedia.org/wiki/Nikola_Tesla

http://www.capturedlightning.com/frames/Tesla0.html

Vous ne trouverez « pas délectromagnétique longitudinal vagues en dehors de lère Tesla et Marconi, que la science moderne ne prend plus la peine détudier.

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• Tout simplement faux. Les ondes longitudinales peuvent être ne fonctionnent pas en propagation libre, mais ils sont régulièrement utilisés dans les guides dondes.