Conform wikipedia și a altor surse, nu există unde electromagnetice longitudinale în spațiul liber . „Mă întreb de ce nu.
Luați în considerare o particulă încărcată oscilantă ca sursă de unde EM. Spunem că poziția sa este dată de $ x (t) = \ sin (t) $. Este clar că la orice punct de pe axa $ x $, câmpul magnetic este zero. Dar există încă un câmp electric care variază în timp (mai mult sau mai puțin ca intensitate sinusoidală, cu un „offset DC” de la zero), ale cărui variații se propagă la viteza de lumină. Acest lucru mi se pare destul de val. De ce nu este? Există, probabil, un motiv pentru care nu poate transmite energie?
Răspuns
Cred că acesta este parțial o chestiune de vocabular și parțial o reflectare a faptului că oscilațiile longitudinale Coulomb pe care le descrieți cad atât de rapid cu distanța. (Practic $ 1 / r ^ 2 $ în loc de $ 1 / r $.) Prin urmare, ele sunt de obicei numite „efecte de câmp aproape” și sunt total dominate de „undele” transversale după o distanță de doar câteva lungimi de undă. Cu toate acestea, ele există, chiar și în vid și se extind până la infinit, doar foarte, foarte slab.
Răspuns
Odată ce te îndepărtezi suficient de mult de o sursă radiantă, câmpul tău va arăta aproximativ ca o undă plană.
Dacă te uiți la o undă plană, unde $ \ vec {E} (\ vec {x}, t) = \ vec {E} _0 (\ vec {k} \ cdot \ vec {x} – \ omega t) $ și $ \ vec {B} (\ vec {x}, t) = \ vec {B} _0 (\ vec {k} \ cdot \ vec {x} – \ omega t) $ (pentru fix funcțiile unei singure variabile $ \ vec {E} _0 $, $ \ vec {B} _0 $), veți găsi că satisfacerea ecuațiilor lui Maxwell în spațiul gol necesită ca $ \ vec {k} \ cdot \ vec {E} _0 = \ vec {k} \ cdot \ vec {B} _0 = 0 $. Adică câmpurile electrice și magnetice trebuie să fie perpendiculare pe direcția de propagare.
De ce? Deoarece variația de-a lungul direcției de propagare ar duce la o divergență diferită de zero în $ \ vec {E} $ sau $ \ vec {B} $, ceea ce este strict interzis. desigur, aveți o densitate de încărcare diferită de zero, caz în care $ \ vec {E} $ poate avea o divergență corespunzătoare. Acesta este motivul pentru care undele longitudinale sunt posibile în plasme.
Answe r
http://en.wikipedia.org/wiki/Longitudinal_wave#Electromagnetic are un rezumat bun al situatie. Nu există soluții longitudinale ale ecuațiilor Maxwell în vid, dar puteți obține astfel de soluții într-o plasmă.
Comentarii
- Apoi, poate EM undele sunt longitudinale în plasmă?
- Da, dar ele ‘ sunt într-adevăr unde sonore într-un gaz încărcat, nu unde EM.
- Sunt un profan, așa că îmi cer scuze pentru o posibilă întrebare stupidă, dar aceste unde progresive nedistorsionate nu sunt considerate unde EM longitudinale? Poate solitoni? arxiv.org/pdf/hep-th/9606171v4.pdf Vă mulțumim anticipat.
Răspundeți
Nu știu dacă acest lucru se califică cu adevărat drept răspuns, dar dacă citesc corect întrebarea dvs. cred că ați putea găsi interesant acest citat:
„Formele originale ale mecanicii cuantice … [cuantizate] … câmpul electromagnetic … prin transformare Fourier, ca o suprapunere a undelor plane având transversale, longitudinale id = „8d1af892bd”>
și polarizări temporale … Combinația de oscilatoare longitudinale și temporale s-a arătat că asigură interacțiunea (instantanee) Coulomb a particulelor, în timp ce oscilatoarele transversale erau echivalente cu fotonii. „[1 ]
[1] Laurie M. Brown, Teza lui Feynman , pp. xi-xii. World Scientific (2005), ediție broșată.
Comentarii
- Undele transversale nu sunt propagare obligatorie. Luați în considerare o încărcare uniformă în mișcare. Câmpul său electric are componente longitudinale și transversale, dar nimic nu este o radiație.
Răspuns
Nu este legat de asta? la faptul că fotonul fără masă nu poate avea un mod longitudinal? Ar trebui să satisfacă,
$$ k_ \ mu \ epsilon ^ \ mu = – \ vec k \ cdot \ vec \ epsilon = 0 $$ Dacă ar fi longitudinal, $ \ vec k = \ vec \ epsilon \ times | \ vec k | $ astfel încât $ \ vec k \ cdot \ vec \ epsilon = | \ vec k | \ ne0 $.
Observați că dacă fotonul ar fi masiv ni s-ar permite cadrul său de repaus în care $ \ vec k = 0 $, dar nu este „t, așa că„ nu suntem.
Răspuns
Dacă priviți o undă ușoară ca o axă rotativă $ x $ și $ y $ care se propagă înainte în direcția $ z $, ecuația care ar putea rezulta are aspectul unui șurub sau a unei spirale. Ecuația undei nu este doar o funcție a timpului, ci și în $ z $.
$$ y = A \ mathrm e ^ {i (Bz + \ omega t)}, \ quad i = \ sqrt {-1} $$
Rețineți o ecuație de o helix care este:
$$ X = A \ sin Bz, \ quad y = A \ cos Bz, \ quad z = z $$
Se pare că elica este format prin rotirea polarizării undei luminoase la o viteză unghiulară. Aceasta pare a fi descrierea unei unde „longitudinale”. Sper că acest lucru vă va ajuta.
Răspuns
Câmpurile electromagnetice longitudinale sunt necesare pentru a satisface Maxwells divE = 0 + rho_free. Ele există întotdeauna chiar și în vid. Aproximarea undelor plane nu se menține foarte bine în afara câtorva condiții (foarte limitate).
Răspuns
Lumina poate avea polarizare de-a lungul vectorul k. A se vedea lumina polarizată circulară.
Comentarii
- lumina polarizată circular este transversală …
Răspuns
Pentru că te uiți în părțile greșite ale științei, una uitată de mult și niciodată urmărită. S-ar putea să cercetați Marconi și Tesla, ambele folosind unde electromagnetice longitudinale în dispozitivele lor de transmisie. Tesla nu a fost preocupat de transmiterea semnalului fără fir, ci de transmisia fără fir „putere”.
https://en.wikipedia.org/wiki/Nikola_Tesla
http://www.capturedlightning.com/frames/Tesla0.html
Nu ați găsit electromagnetic longitudinal valuri în afara epocii Tesla și Marconi, pe care știința modernă nu se mai deranjează să le investigheze.
Comentarii
- Pur și simplu greșit. Undele longitudinale pot fi s-a arătat că nu funcționează în propagare liberă, dar sunt utilizate în mod regulat în ghidaje de undă.