Van de em-golven wordt gezegd dat ze de oscillaties zijn van het elektrische en magnetische veld loodrecht op elkaar en op de voortplantingsrichting van de golf en dus transversaal.
Beschouw echter een geladen deeltje dat oscilleert langs de x-as zonder beweging langs de y- en z-as. Laat het op O staan. Beschouw een punt P waar we het elektrische veld als gevolg van lading beschouwen. Wanneer het deeltje van O naar A beweegt, neemt het elektrische veld op P toe. En als het van O naar B gaat, neemt het elektrische veld op P evenredig af. Omdat het geladen deeltje in SHM is, zal het elektrische veld bij P sinusvormig variëren. Het variërende elektrische veld is echter ook in de richting van de X-as. En de golf plant zich ook in deze richting voort. Het blijkt dus longitudinaal te zijn. Aangezien de variatie in het magnetische veld echter loodrecht op het elektrische veld staat, zal het ook loodrecht op de voortplantingsrichting van de golf staan. De golf moet dus gedeeltelijk longitudinaal en gedeeltelijk transversaal zijn. 
Reacties
- Gerelateerd? physics.stackexchange.com/q/355128/104696
- Deze bewering is niet correct: " it (magnetisch veld) zal ook loodrecht staan op de voortplantingsrichting van de golf. De golf moet dus gedeeltelijk longitudinaal en gedeeltelijk transversaal zijn. ", vanwege symmetrie. Vanwege symmetrie is er geen voorkeursrichting loodrecht op de X-as waarnaar het magnetische veld moet wijzen.
Antwoord
U heeft gelijk met uw waarneming van de elektrische en magnetische velden op een punt P. Dit is echter een overweging van het zogenaamde nabije veld van een oscillerende lading. Het nabije veld vormt geen vrij voortplantend elektromagnetisch veld. Om het zich vrij voortplantende (verre veld) elektromagnetische veld te krijgen, moet je rekening houden met afstanden die veel groter zijn dan de golflengte die overeenkomt met de oscillatiefrequentie. Dan zul je zien dat het zich voortplantende veld transversale EM-golven.
Opmerking later toegevoegd: ongeacht de afstand vervalt het nabije veld (elektrisch en magnetisch) als $ 1 / r ^ 2 $ en het verre veld vervalt als $ 1 / r $, wat overeenkomt met voortplanting elektromagnetische velden. Dus ver genoeg van de bron, domineert het verre veld.
Als je kijkt naar het elektrische veld afgeleid van het Lienard-Wiechert-potentieel (zie Wikipedia, https://en.wikipedia.org/wiki/Liénard –Wiechert_potential) van een puntlading die beweegt (versnelt) in x-richting, er is alleen een nabije veldcomponent in x-richting op elke afstand en geen ver-veldcomponent. In het bijzonder is er geen transversaal elektrisch of magnetisch veld.
Opmerkingen
- maar in principe zou punt P zo ver kunnen zijn als we willen …
- Ja, maar er zal geen EM-golf worden uitgezonden in x-richting omdat dit de richting is van de ladingsoscillatie. Je zou daar ook vertraagde potentialen moeten gebruiken voor het elektrische veld.
- Maar waarom de golf niet langs de x-as wordt uitgezonden.
- Je antwoord is niet onjuist, maar ik niet denk dat je argument juist is, want er is niets in de vraag dat suggereert dat P in het nabije of verre veld ligt.
- @ZeroTheHero – Ongeacht de afstand vervalt het nabije veld (elektrisch en magnetisch) als $ 1 / r ^ 2 $ en het verre veld, dat overeenkomt met voortplantende elektromagnetische velden, vervalt als $ 1 / r $. Als je kijkt naar het elektrische veld dat is afgeleid van de Lienard-Wiechert-potentiaal van een puntlading die in x-richting beweegt (versnelt), is er op elke afstand alleen een nabije-veldcomponent in x-richting en geen verre-veldcomponent. (Zie Wikipedia) In het bijzonder is er geen transversaal elektrisch of magnetisch veld. Dit beantwoordt de vraag van het OP!
Antwoord
Als ik je geometrie goed heb begrepen, mag je verwarring hebben over taal.
Het systeem dat u beschrijft, zendt geen “elektromagnetische straling ” uit langs de as van zijn beweging. Dat wordt over het algemeen bedoeld als mensen het hebben over elektromagnetische golven: de golven roepen iets op dat ver van de bron kan reizen.
Ja, er veranderen E (langs de as) en B (rond de as) velden daar, maar dat is niet wat mensen bedoelen als ze verwijzen naar elektromagnetische straling: het zijn geen radio, licht, enz.
Formeel komt dit doordat de velden op het verste punt vallen weg als $ 1 / r ^ 2 $, wat op zijn beurt gebeurt omdat ze alleen te wijten zijn aan het brondeeltje.
Wanneer velden worden aangemaakt in de juiste EM-golfconfiguratie, versterken ze zichzelf: de velden op afstand worden aangevoerd, en dus versterkt, door velden op afstand, zodat ze slechts afnemen als $ 1 / r $, dus reis door vrije ruimte.Dat is wat we straling noemen, het gebruikelijke idee van elektromagnetische golven.