A wikipédia és más források szerint a szabad térben nincsenek hosszirányú elektromágneses hullámok . Kíváncsi vagyok, miért ne.
Tekintsünk egy oszcilláló töltött részecskét EM hullámok forrásaként. Mondjuk, hogy a pozícióját $ x (t) = \ sin (t) $ adja meg. Világos, hogy a $ x $ tengely bármely pontján a mágneses tér nulla. De még mindig van egy időben változó (többé-kevésbé szinuszos intenzitású, nullától “DC eltolással” rendelkező) elektromos mező, amelynek variációi a fény. Ez elég hullámszerűen hangzik nekem. Miért nem? Van valami oka annak, hogy nem képes energiát továbbítani?
Nagyon hasonló kérdést már feltettek, de egy ” kötél “analógia, és úgy érzem, hogy a válaszok figyelmen kívül hagyták azt a pontot, amelyet megfogalmazok.
Válasz
Szerintem ez részben szókincs kérdése, részben annak tükröződése, hogy az általad leírt Coulomb hosszanti oszcillációk olyan gyorsan esnek le a távolsággal. (Alapvetően $ 1 / r ^ 2 $ helyett $ 1 / r $.) Ezért ezeket általában “közeli mezőeffektusoknak” nevezik, és csak nagyon kevés hullámhosszú távolság után teljes mértékben a keresztirányú “hullámok” dominálják őket. Ennek ellenére léteznek, még vákuumban is, és a végtelenségig terjednek, csak nagyon, nagyon gyengén.
Válasz
Ha elég messzire kerülsz egy sugárzó forrástól, akkor a meződ megközelítőleg síkhullámú lesz.
Ha egy síkhullámot nézünk, ahol $ \ vec {E} (\ vec {x}, t) = \ vec {E} _0 (\ vec {k} \ cdot \ vec {x} – \ omega t) $ és $ \ vec {B} (\ vec {x}, t) = \ vec {B} _0 (\ vec {k} \ cdot \ vec {x} – \ omega t) $ (fix Egy $ \ vec {E} _0 $, $ \ vec {B} _0 $) változó függvényeiből meg fogja találni , amely kielégíti Maxwell egyenleteit az üres hely megköveteli, hogy $ \ vec {k} \ cdot \ vec {E} _0 = \ vec {k} \ cdot \ vec {B} _0 = 0 $. Vagyis az elektromos és mágneses térnek merőlegesnek kell lennie az irányra
Miért? Mivel a terjedési irány mentén történő eltérés nulla eltéréshez vezetne a $ \ vec {E} $ vagy $ \ vec {B} $ értékekben, ami szigorúan tilos. Hacsak természetesen nem nulla töltéssűrűséggel rendelkezik, ebben az esetben a $ \ vec {E} $ megfelelő divergenciával rendelkezhet. Ezért lehetségesek a hosszanti hullámok a plazmákban.
Answe r
http://en.wikipedia.org/wiki/Longitudinal_wave#Electromagnetic jó összefoglaló a helyzet. A Maxwell-egyenleteknek nincsenek longitudinális megoldásai vákuumban, de ilyen megoldásokat plazmában kaphatnak.
Megjegyzések
- Akkor EM a hullámok hosszantiak a plazmában?
- Igen, de ‘ valóban töltésű gázban hullámzanak, nem pedig EM hullámok.
- laikus, ezért elnézést kérek egy esetleges buta kérdésért, de ezek a torzítatlan progresszív hullámok nem számítanak hosszanti EM hullámoknak? Esetleg solitonok? arxiv.org/pdf/hep-th/9606171v4.pdf Előre is köszönöm.
Válasz
Nem tudom, hogy ez valóban válasznak minősül-e, de ha jól olvasom a kérdését, úgy gondolom, hogy érdekesnek találhatja ezt az idézetet:
“A kvantummechanika eredeti formái … [kvantálva] … az elektromágneses mező … Fourier-transzformációval, keresztirányú, hosszirányú , és időszerű polarizációk … A hosszanti és az időszerű oszcillátorok kombinációjával kimutatták, hogy a részecskék (pillanatnyi) Coulomb-kölcsönhatását biztosítják, míg a keresztirányú oszcillátorok ekvivalensek a fotonokkal. “[1 ]
[1] Laurie M. Brown, Feynman tézise je, xi-xii. World Scientific (2005), puhakötésű kiadás.
Megjegyzések
- A keresztirányú hullámok terjedése nem kötelező. Vegyünk egy mozgó egyenletesen töltést. Elektromos terének hosszanti és keresztirányú komponensei vannak, de semmi sem sugárzás.
Válasz
Ez nem kapcsolódik arra a tényre, hogy a tömeg nélküli fotonnak nem lehet hosszirányú üzemmódja? Meg kell felelnie,
$$ k_ \ mu \ epsilon ^ \ mu = – \ vec k \ cdot \ vec \ epsilon = 0 $$ Ha hosszirányú lenne, $ \ vec k = \ vec \ epsilon \ times | \ vec k | $, hogy $ \ vec k \ cdot \ vec \ epsilon = | \ vec k | \ ne0 $.
Vegye figyelembe, hogy ha a foton hatalmas lenne, akkor megengedjük a többi kerete, amelyben $ \ vec k = 0 $, de ez nem “t”, tehát nem vagyunk.
Válasz
Ha egy fényhullámot forgó $ x $ és $ y $ tengelyként nézünk, amely előre terjed a $ z $ irányban, az eredményül kapott egyenlet egy csavar vagy spirál megjelenését keltheti. A hullám egyenlete nemcsak az idő függvénye, hanem $ z $ -ban is.
$$ y = A \ mathrm e ^ {i (Bz + \ omega t)}, \ quad i = \ sqrt {-1} $$
Vegye figyelembe a következő egyenletet: egy spirál, amely:
$$ X = A \ sin Bz, \ quad y = A \ cos Bz, \ quad z = z $$
Úgy tűnik, hogy a spirál a fényhullám polarizációjának szögsebességgel történő forgatásával jön létre. Ez egy “hosszirányú” hullám leírásának tűnik. Remélem, ez segít.
Válasz
Hosszirányú elektromágneses mezőkre van szükség a Maxwells divE = 0 + rho_free kielégítéséhez. Mindig vákuumban is léteznek. A síkhullám-közelítés néhány (nagyon korlátozott) körülmény mellett nem tart jól.
Válasz
A fény mentén polarizálódhat a k-vektor. Lásd a kör alakú polarizált fényt.
Megjegyzések
- a körkörösen polarizált fény keresztirányú …
Válasz
Mivel a tudomány helytelen részeit keresed, amelyek rég elfeledkeztek és soha nem üldözték őket. Kutathat Marconi és Tesla mellett, amelyek mindkettőnél hosszanti elektromágneses hullámokat használnak átviteli eszközeikben. A Tesla nem a vezeték nélküli jeltovábbítással, hanem a vezeték nélküli “áramellátással” foglalkozott.
https://en.wikipedia.org/wiki/Nikola_Tesla
http://www.capturedlightning.com/frames/Tesla0.html
Nem találja meg a hosszirányú elektromágneses elemeket a Tesla és a Marconi korszakon kívüli hullámok, amelyeket a modern tudomány nem zavar tovább vizsgálni.
Megjegyzések
- Egyszerűen téves. A hosszirányú hullámok kimutatták, hogy nem működnek szabad terjedésben, de rendszeresen használják őket a hullámvezetőkben.