Se spune că undele em sunt oscilațiile câmpului electric și magnetic perpendiculare între ele și pe direcția de propagare a undei și, prin urmare, transversale.
Cu toate acestea, luați în considerare o particulă încărcată oscilând de-a lungul axei x, fără mișcare de-a lungul axelor y și z. Să fie la O. Luați în considerare un punct P în care luăm în considerare câmpul electric datorat încărcării. Când particula se deplasează de la O la A, câmpul electric la P crește. Și când trece de la O la B, câmpul electric la P scade cu o cantitate egală. Deoarece particula încărcată este în SHM, câmpul electric la P va varia sinusoidal. Cu toate acestea, câmpul electric variabil este, de asemenea, în direcția axei X. Și valul se propagă și în această direcție. Deci, se dovedește a fi longitudinală. Cu toate acestea, deoarece variația câmpului magnetic va fi în direcție perpendiculară pe câmpul electric, va fi și perpendiculară pe direcția de propagare a undei. Deci valul ar trebui să fie parțial longitudinal și parțial transversal. 
Comentarii
- În legătură? physics.stackexchange.com/q/355128/104696
- Această afirmație nu este corectă: " it (câmp magnetic) va fi, de asemenea, perpendicular pe direcția de propagare a undei. Deci, unda ar trebui să fie parțial longitudinală și parțial transversală. ", datorită simetriei. Datorită simetriei, nu există o direcție preferată perpendiculară pe axa X pentru a indica câmpul magnetic.
Răspuns
Aveți dreptate în observarea câmpurilor electrice și magnetice la un punct P. Aceasta este, totuși, o considerație a așa-numitului câmp apropiat a unei sarcini oscilante. Câmpul apropiat nu constituie un câmp electromagnetic cu propagare liberă. Pentru a obține câmpul electromagnetic cu propagare liberă (câmp îndepărtat), trebuie să luați în considerare distanțe mult mai mari decât lungimea de undă corespunzătoare frecvenței oscilației. Apoi veți vedea că câmpul de propagare este unde EM transversale.
Notă adăugată mai târziu: indiferent de distanță, câmpul apropiat (electric și magnetic) se descompune ca $ 1 / r ^ 2 $ și câmpul îndepărtat se descompune ca $ 1 / r $, corespunzător propagării câmpuri electromagnetice. Atât de departe de sursă, câmpul îndepărtat domină.
Dacă te uiți la câmpul electric derivat din potențialul Lienard-Wiechert (Vezi Wikipedia, https://en.wikipedia.org/wiki/Liénard –Wiechert_potential) al unei sarcini punctuale care se deplasează (accelerează) în direcția x, există doar o componentă de câmp aproape în direcția x la orice distanță și nici o componentă de câmp îndepărtat. În special, nu există câmp electric sau magnetic transversal.
Comentarii
- dar, în principiu, punctul P ar putea fi atât cât dorim …
- Da, dar nu va exista o undă EM emisă în direcția x deoarece aceasta este direcția oscilației sarcinii. Ar trebui, de asemenea, să folosiți potențialul întârziat pentru câmpul electric de acolo.
- Dar de ce unda nu va fi emisă de-a lungul axei x.
- Răspunsul dvs. nu este incorect, dar eu nu credeți că argumentul dvs. este corect, deoarece nu există nimic în întrebare care să sugereze că P este în câmpul apropiat sau îndepărtat.
- @ZeroTheHero – Indiferent de distanță, câmpul apropiat (electric și magnetic) se descompune ca $ 1 / r ^ 2 $ și câmpul îndepărtat, corespunzător câmpurilor electromagnetice de propagare, se descompune ca $ 1 / r $. Dacă te uiți la câmpul electric derivat din potențialul Lienard-Wiechert al unei sarcini punctuale care se mișcă (accelerează) în direcția x, există doar o componentă de câmp apropiat în direcția x la orice distanță și nici o componentă de câmp îndepărtat. (A se vedea Wikipedia) În special, nu există câmp electric sau magnetic transversal. Aceasta răspunde la întrebarea OP!
Răspunde
Dacă ți-am înțeles geometria în mod corespunzător, poți au o confuzie în jurul limbii.
Sistemul pe care îl descrieți nu emite nicio „radiație electromagnetică” de-a lungul axei mișcării sale. Asta înseamnă, în general, când oamenii vorbesc despre „unde electromagnetice”: „undele” invocă ceva care poate călători departe de sursa sa.
Da, există schimbarea E (de-a lungul axei) și B (în jurul axa) câmpuri acolo, dar nu sunt ceea ce înseamnă oamenii când se referă la „radiații electromagnetice”: nu sunt radio, lumină etc.
În mod formal, acest lucru se datorează faptului că câmpurile din punctul îndepărtat cad ca $ 1 / r ^ 2 $, ceea ce la rândul său se întâmplă deoarece se datorează doar particulei sursă.
Când câmpurile sunt create în configurația dreaptă a undei EM, ele se auto-întăresc: câmpurile de la distanță sunt obținute, prin urmare consolidate, de câmpuri la distanță, deci cad doar ca $ 1 / r $, deci călătoriți prin spațiu liber.Aceasta este ceea ce numim radiație, alcătuind ideea obișnuită a undelor electromagnetice.