Em-vågorna sägs vara svängningarna o elektriskt och magnetiskt fält vinkelrätt mot varandra och mot vågens utbredningsriktning och därmed tvärgående.
Tänk dock på en laddad partikel som svänger längs x-axeln utan rörelse längs y- och z-axeln. Låt det vara vid O. Tänk på en punkt P där vi överväger det elektriska fältet på grund av laddning. När partikeln rör sig från O till A ökar det elektriska fältet vid P. Och när det går från O till B minskar det elektriska fältet vid P med samma mängd. Eftersom den laddade partikeln är i SHM kommer det elektriska fältet vid P att variera sinusformigt. Emellertid är det varierande elektriska fältet också i riktning mot X-axeln. Och vågen sprider sig också i denna riktning. Så det visar sig vara längsgående. Eftersom variationen i magnetfältet kommer att vara i vinkelrät riktning mot det elektriska fältet kommer den också att vara vinkelrät mot vågens utbredningsriktning. Så vågen bör vara delvis längsgående och delvis tvärgående. 
Kommentarer
- Relaterat? physics.stackexchange.com/q/355128/104696
- Detta påstående är inte korrekt: " it (magnetfält) kommer också att vara vinkelrät mot vågens utbredningsriktning. Så vågen ska vara delvis längsgående och delvis tvärgående. " på grund av symmetri. På grund av symmetri finns det ingen föredragen riktning vinkelrätt mot X-axeln för magnetfältet att peka på.
Svar
Du har rätt i din observation av de elektriska och magnetiska fälten vid en punkt P. Detta är dock en övervägande av den så kallade nära fält av en oscillerande laddning. Det närmaste fältet utgör inte ett fritt förökande elektromagnetiskt fält. För att få det fritt fortplantande (fjärrfälts) elektromagnetiska fältet måste du överväga avstånd som är mycket större än våglängden som motsvarar svängningsferensen. tvärgående EM-vågor.
Anmärkning tillagd senare: Oavsett avståndet sönderfaller närfältet (elektriskt och magnetiskt) som $ 1 / r ^ 2 $ och det bortre fältet sönderfaller som $ 1 / r $, vilket motsvarar förökning elektromagnetiska fält. Så långt nog från källan dominerar långt fältet.
Om du tittar på det elektriska fältet härrörande från Lienard-Wiechert-potentialen (se Wikipedia, https://en.wikipedia.org/wiki/Liénard –Wiechert_potential) för en punktladdning som rör sig (accelererar) i x-riktning, det finns bara en nära fältkomponent i x-riktning på vilket avstånd som helst och ingen fjärrfältskomponent. Speciellt finns det inget tvärgående elektriskt eller magnetiskt fält.
Kommentarer
- men i princip kan punkten P vara så långt vi vill …
- Ja, men det kommer ingen EM-våg som släpps ut i x-riktning eftersom detta är riktningen för laddningsoscillationen. Du måste också använda fördröjda potentialer för det elektriska fältet där.
- Men varför vågen inte kommer att avges längs x-axeln.
- Ditt svar är inte fel men det gör jag inte tycker att ditt argument är rätt eftersom det inte finns något i frågan som antyder att P är i det närmaste eller långa fältet.
- @ZeroTheHero – Oavsett avståndet sönderfaller närfältet (elektriskt och magnetiskt) som $ 1 / r ^ 2 $ och det övre fältet, motsvarande utbredande elektromagnetiska fält, sönderfaller som $ 1 / r $. Om du tittar på det elektriska fältet som härrör från Lienard-Wiechert-potentialen hos en punktladdning som rör sig (accelererar) i x-riktning, finns det bara en närfältskomponent i x-riktning på vilket avstånd som helst och ingen fjärrfältkomponent. (Se Wikipedia) Speciellt finns det inget tvärgående elektriskt eller magnetiskt fält. Detta svarar på frågan om OP!
Svar
Om jag har förstått din geometri ordentligt kan du har en förvirring kring språket.
Systemet du beskriver avger inte någon ”elektromagnetisk strålning ” längs dess rörelseaxel. Det är det som vanligtvis menas när folk pratar om ”elektromagnetiska vågor”: ”vågorna” åberopar något som kan färdas långt från dess källa.
Ja, det förändras E (längs axeln) och B (runt axel) -fält där, men de är inte vad människor menar när de hänvisar till ”elektromagnetisk strålning”: de är inte radio, ljus etc.
Formellt beror det på att fälten längst bort falla av som $ 1 / r ^ 2 $, vilket i sin tur händer eftersom de bara beror på källpartikeln.
När fält skapas i rätt EM-vågkonfiguration förstärker de själva: fälten på avstånd hämtas, följaktligen förstärks, av fält på avstånd, så de släpps bara som $ 1 / r $, följaktligen resa genom ledigt utrymme.Det är vad vi kallar strålning och utgör den vanliga idén om elektromagnetiska vågor.