Si dice che le onde em siano le oscillazioni di campo elettrico e magnetico perpendicolari tra loro e alla direzione di propagazione dellonda e quindi trasversali.
Tuttavia, si consideri una particella carica che oscilla lungo lasse x senza movimento lungo lasse yez. Sia in O. Consideriamo un punto P dove stiamo considerando il campo elettrico dovuto alla carica. Quando la particella si sposta da O ad A, il campo elettrico in P aumenta. E quando va da O a B, il campo elettrico in P diminuisce di una quantità uguale. Poiché la particella carica è in SHM, il campo elettrico in P varierà sinusoidalmente. Tuttavia il campo elettrico variabile è anche in direzione dellasse X. E londa si propaga anche in questa direzione. Quindi risulta essere longitudinale. Tuttavia, poiché la variazione del campo magnetico sarà in direzione perpendicolare al campo elettrico, sarà anche perpendicolare alla direzione di propagazione dellonda. Quindi londa dovrebbe essere parzialmente longitudinale e parzialmente trasversale. 
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- Questa affermazione non è corretta: " it (campo magnetico) sarà anche perpendicolare alla direzione di propagazione dellonda. Quindi londa dovrebbe essere parzialmente longitudinale e parzialmente trasversale. ", a causa della simmetria. A causa della simmetria, non esiste una direzione preferita perpendicolare allasse X in cui il campo magnetico deve puntare.
Risposta
Hai ragione nella tua osservazione dei campi elettrico e magnetico in un punto P. Questa è, tuttavia, una considerazione del cosiddetto campo vicino di una carica oscillante. Il campo vicino non costituisce un campo elettromagnetico a propagazione libera. Per ottenere il campo elettromagnetico a propagazione libera (campo lontano), è necessario considerare distanze molto maggiori della lunghezza donda corrispondente alla ferquenza di oscillazione. Quindi vedrai che i campi di propagazione sono onde EM trasversali.
Nota aggiunta in seguito: indipendentemente dalla distanza, il campo vicino (elettrico e magnetico) decade come $ 1 / r ^ 2 $ e il campo lontano decade come $ 1 / r $, corrispondente alla propagazione campi elettromagnetici. Così lontano dalla sorgente, domina il campo lontano.
Se guardi il campo elettrico derivato dal potenziale di Lienard-Wiechert (Vedi Wikipedia, https://en.wikipedia.org/wiki/Liénard –Wiechert_potential) di una carica puntiforme in movimento (accelerazione) nella direzione x, cè solo una componente di campo vicino nella direzione x a qualsiasi distanza e nessuna componente di campo lontano. In particolare, non cè campo elettrico o magnetico trasversale.
Commenti
- ma in linea di principio il punto P potrebbe essere quanto vogliamo …
- Sì, ma non ci sarà nessuna onda EM emessa in direzione x perché questa è la direzione delloscillazione della carica. Dovresti anche usare potenziali ritardati per il campo elettrico lì.
- Ma perché londa non verrà emessa lungo lasse x.
- La tua risposta non è sbagliata ma io no pensa che la tua argomentazione sia giusta perché non cè nulla nella domanda che suggerisce che P sia nel campo vicino o lontano.
- @ZeroTheHero – Indipendentemente dalla distanza, il campo vicino (elettrico e magnetico) decade come $ 1 / r ^ 2 $ e il campo lontano, corrispondente alla propagazione dei campi elettromagnetici, decade come $ 1 / r $. Se guardi il campo elettrico derivato dal potenziale di Lienard-Wiechert di una carica puntiforme che si muove (accelera) in direzione x, cè solo una componente di campo vicino nella direzione x a qualsiasi distanza e nessuna componente di campo lontano. (Vedi Wikipedia) In particolare, non cè campo elettrico o magnetico trasversale. Questo risponde alla domanda dellOP!
Risposta
Se ho capito bene la tua geometria, potresti avere una confusione sulla lingua.
Il sistema che stai descrivendo non emette alcuna “ radiazione elettromagnetica” lungo lasse del suo movimento. Questo è ciò che generalmente si intende quando si parla di “onde elettromagnetiche”: le “onde” invocano qualcosa che può viaggiare lontano dalla sua sorgente.
Sì, stanno cambiando E (lungo lasse) e B (intorno al asse) lì, ma non sono ciò che le persone intendono quando si riferiscono a “radiazione elettromagnetica”: non sono radio, luce, ecc.
Formalmente, questo perché i campi nel punto lontano cadono come $ 1 / r ^ 2 $, il che a sua volta accade perché sono dovuti solo alla particella sorgente.
Quando i campi vengono creati nella giusta configurazione di onde EM, si auto-rinforzano: i campi a distanza sono alimentati, quindi rafforzati, da campi a distanza, quindi scendono solo come $ 1 / r $, quindi viaggia attraverso lo spazio libero.Questo è ciò che chiamiamo radiazione, che costituisce la solita idea di onde elettromagnetiche.