ウィキペディアおよびその他の情報源によると、自由空間には縦波はありません。 。なぜだろうかと思います。
EM波の発生源として振動する荷電粒子を考えてみましょう。その位置は$ x（t）= \ sin（t）$で与えられるとしましょう。 $ x $軸上の任意の点で、磁場はゼロです。ただし、時間とともに変化する磁場（強度がほぼ正弦波で、ゼロからの「DCオフセット」）があり、その変化は次の速度で伝播します。光。これは私にはかなり波のように聞こえます。なぜそうではないのですか？ 「エネルギーを伝達できない」理由はおそらくあるのでしょうか？
非常によく似た質問がすでに尋ねられていますが、「ロープ」のアナロジーであり、答えは私が言っている点を見落としているように感じます。
答え
これは一部は語彙の問題であり、一部はあなたが説明する縦方向のクーロン振動が距離とともに非常に急速に減衰するという事実の反映です。 （基本的に$ 1 / r $ではなく$ 1 / r ^ 2 $です。）したがって、これらは通常「近接場効果」と呼ばれ、ごくわずかな波長の距離の後の横方向の「波」によって完全に支配されます。それにもかかわらず、それらは真空中でも存在し、非常に非常に弱く、無限に広がります。
回答
放射源から十分に離れると、フィールドはほぼ平面波のように見えます。
平面波を見ると、$ \ vec {E}（\ vec {x}、t）= \ vec {E} _0（\ vec {k} \ cdot \ vec {x}- \ omega t）$および$ \ vec {B}（\ vec {x}、t）= \ vec {B} _0（\ vec {k} \ cdot \ vec {x}-\ omega t）$（固定の場合単一変数$ \ vec {E} _0 $、$ \ vec {B} _0 $）の関数を使用すると、マクスウェルの方程式を満たすが見つかります。空のスペースでは、$ \ vec {k} \ cdot \ vec {E} _0 = \ vec {k} \ cdot \ vec {B} _0 = 0 $が必要です。つまり、電界と磁界は方向に垂直である必要があります。
なぜですか？伝播の方向に沿った変動は、$ \ vec {E} $または$ \ vec {B} $の非ゼロの発散につながるため、厳密に禁止されています。もちろん、電荷密度がゼロ以外の場合、$ \ vec {E} $は対応する発散を持つ可能性があります。これが、プラズマで縦波が発生する理由です。
Answe r
http://en.wikipedia.org/wiki/Longitudinal_wave#Electromagnetic には、状況。真空中でのマクスウェル方程式の縦方向の解はありませんが、プラズマでそのような解を得ることができます。
コメント
- 次に、EMを行うことができます。波はプラズマ内で縦波ですか？
- はい、しかし'実際にはEM波ではなく荷電ガス中の音波です。
- 私は素人なので、ばかげた質問の可能性をお詫びしますが、これらの歪んでいない進行波は縦波としてカウントされませんか？多分ソリトン？ arxiv.org/pdf/hep-th/9606171v4.pdf よろしくお願いします。
回答
これが本当に答えとして適格かどうかはわかりませんが、あなたの質問を正しく読んだら、この引用が面白いと思うかもしれません：
「量子力学の元の形式… [量子化] …電磁場…フーリエ変換による、横方向の縦波の平面波の重ね合わせとして、および時系列の偏光…縦方向と時系列の発振器の組み合わせは、粒子の（瞬間的な）クーロン相互作用を提供することが示されましたが、横方向の発振器は光子と同等でした。 “[1 ]
[1] Laurie M. Brown、 Feynmans Thesis 、pp。xi-xii。 World Scientific（2005）、ペーパーバック版。
コメント
- 横波の伝搬は必須ではありません。均一に移動する電荷を考えてみましょう。その電界には縦方向と横方向の成分がありますが、放射はありません。
答え
これは関係ありませんか質量のない光子が縦モードを持つことができないという事実に？満たす必要があります。
$$ k_ \ mu \ epsilon ^ \ mu =-\ vec k \ cdot \ vec \ epsilon = 0 $$縦方向の場合、$ \ vec k = \ vec \ epsilon \ times | \ vec k | $なので、$ \ vec k \ cdot \ vec \ epsilon = | \ vec k | \ ne0 $。
光子が大きい場合は、許可されることに注意してください。 $ \ vec k = 0 $である残りのフレームですが、そうではないので、そうではありません。
回答
光波を$ z $方向に前方に伝搬する回転する$ x $および$ y $軸として見ると、結果として生じる可能性のある方程式はねじまたはらせんのように見えます。波の方程式は時間の関数であるだけでなく、$ z $でもあります。
$$ y = A \ mathrm e ^ {i（Bz + \ omega t）}、\ quad i = \ sqrt {-1} $$
次の方程式に注意してください。次のらせん：
$$ X = A \ sin Bz、\ quad y = A \ cos Bz、\ quad z = z $$
らせんは光波の偏光を角速度で回転させることによって形成されます。これは「縦波」の説明のようです。これがお役に立てば幸いです。
回答
Maxwells divE = 0 + rho_freeを満たすには、縦方向の電磁界が必要です。それらは常に真空中でも存在します。平面波近似は、いくつかの（非常に限られた）条件以外ではうまく機能しません。
回答
光は偏光する可能性がありますkベクトル。円偏光を参照してください。
コメント
- 円偏光は横方向です…
回答
あなたは科学の間違った部分を見ているので、長い間忘れられ、追求されたことはありません。マルコーニとテスラを研究するかもしれません。どちらも、伝送デバイスで縦波を使用しています。テスラはワイヤレス信号伝送ではなく、ワイヤレス「電力」伝送に関心を持っていました。
https://en.wikipedia.org/wiki/Nikola_Tesla
http://www.capturedlightning.com/frames/Tesla0.html
縦方向の電磁が見つかりませんテスラとマルコーニの時代以外の波。現代科学はもはや調査する必要はありません。
コメント
- 単に間違っています。縦波は自由伝搬では機能しないことが示されていますが、導波管では定期的に使用されています。