Se dice que las ondas em son las oscilaciones del campo eléctrico y magnético perpendiculares entre sí y a la dirección de propagación de la onda y, por lo tanto, transversal.
Sin embargo, considere una partícula cargada que oscila a lo largo del eje x sin movimiento a lo largo de los ejes yy z. Sea en O. Considere un punto P donde estamos considerando el campo eléctrico debido a la carga. Cuando la partícula se mueve de O a A, el campo eléctrico en P aumenta. Y cuando pasa de O a B, el campo eléctrico en P disminuye en la misma cantidad. Dado que la partícula cargada está en SHM, el campo eléctrico en P variará sinusoidalmente. Sin embargo, el campo eléctrico variable también está en la dirección del eje X. Y la onda también se propaga en esta dirección. Entonces, resulta ser longitudinal. Sin embargo, dado que la variación del campo magnético será en dirección perpendicular al campo eléctrico, también será perpendicular a la dirección de propagación de la onda. Entonces la onda debe ser parcialmente longitudinal y parcialmente transversal. 
Comentarios
- ¿Relacionado? physics.stackexchange.com/q/355128/104696
- Esta declaración no es correcta: " it (campo magnético) también será perpendicular a la dirección de propagación de la onda. Entonces la onda debe ser parcialmente longitudinal y parcialmente transversal. ", debido a la simetría. Debido a la simetría, no hay una dirección preferida perpendicular al eje X para que apunte el campo magnético.
Respuesta
Tiene razón en su observación de los campos eléctricos y magnéticos en un punto P. Sin embargo, esto es una consideración del llamado campo cercano de una carga oscilante. El campo cercano no constituye un campo electromagnético que se propaga libremente. Para obtener el campo electromagnético que se propaga libremente (campo lejano), debe considerar distancias mucho mayores que la longitud de onda correspondiente a la frecuencia de oscilación. Entonces verá que el campo de propagación es ondas EM transversales.
Nota agregada más adelante: Independientemente de la distancia, el campo cercano (eléctrico y magnético) decae como $ 1 / r ^ 2 $ y el campo lejano decae como $ 1 / r $, correspondiente a la propagación campos electromagnéticos. Lo suficientemente lejos de la fuente, el campo lejano está dominando.
Si observa el campo eléctrico derivado del potencial de Lienard-Wiechert (consulte Wikipedia, https://en.wikipedia.org/wiki/Liénard –Wiechert_potential) de una carga puntual que se mueve (acelera) en la dirección x, solo hay un componente de campo cercano en la dirección x a cualquier distancia y sin componente de campo lejano. En particular, no hay campo eléctrico o magnético transversal.
Comentarios
- pero en principio el punto P podría estar tan lejos como queramos …
- Sí, pero no se emitirán ondas EM en la dirección x porque esta es la dirección de la oscilación de la carga. También tendría que usar potenciales retardados para el campo eléctrico allí.
- Pero por qué la onda no se emitirá a lo largo del eje x.
- Su respuesta no es incorrecta, pero yo no cree que su argumento es correcto porque no hay nada en la pregunta que sugiera que P está en el campo cercano o lejano.
- @ZeroTheHero – Independientemente de la distancia, el campo cercano (eléctrico y magnético) decae como $ 1 / r ^ 2 $ y el campo lejano, correspondiente a la propagación de campos electromagnéticos, decae como $ 1 / r $. Si observa el campo eléctrico derivado del potencial de Lienard-Wiechert de una carga puntual que se mueve (acelera) en la dirección x, solo hay una componente de campo cercano en la dirección x a cualquier distancia y ninguna componente de campo lejano. (Ver Wikipedia) En particular, no hay un campo magnético o eléctrico transversal. ¡Esto responde a la pregunta del OP!
Responder
Si he entendido su geometría correctamente, puede tiene una confusión en torno al lenguaje.
El sistema que está describiendo no emite ninguna «radiación electromagnética » a lo largo del eje de su movimiento. Eso es lo que generalmente se quiere decir cuando la gente habla de «ondas electromagnéticas»: las «ondas» invocan algo que puede viajar lejos de su fuente.
Sí, hay cambios E (a lo largo del eje) y B (alrededor del eje) allí, pero no son lo que la gente quiere decir cuando se refieren a «radiación electromagnética»: no son radio, luz, etc.
Formalmente, esto se debe a que los campos en el punto lejano caen como $ 1 / r ^ 2 $, lo que a su vez sucede porque solo se deben a la partícula fuente.
Cuando los campos se crean en la configuración correcta de ondas EM, se refuerzan a sí mismos: los campos a distancia se obtienen, por lo tanto, se fortalecen, mediante campos a distancia, por lo que solo caen como $ 1 / r $, por tanto, viajar a través del espacio libre.Eso es lo que llamamos radiación, constituyendo la idea habitual de ondas electromagnéticas.