Kan die elektriese en magnetiese velde gelyktydig nul wees in uniforme elektromagnetiese golfte?

In 'n eenvormige elektromagnetiese golf kan die elektriese veld (E) en die magnetiese veld (B) nie gelyktydig nul wees nie. Dit is omdat die aard van elektromagnetiese golwe is dat die elektriese en magnetiese velde loodreg op mekaar en veranderend in ruimte staan, dus propageer in 'n vakuum of medium. Hier is 'n gedetailleerde verduideliking van die verskynsel:

Definisie van elektromagnetiese golf

'n Elektromagnetiese golf is 'n golfverskynsel gevorm deur osilleerende elektriese en magnetiese velde wat loodreg op mekaar en loodreg op die rigting van golfpropagasiestraal. In 'n vakuum reis elektromagnetiese golwe met 'n spoed gelyk aan die ligspoed c.

Fundamentele eienskappe van elektromagnetiese golwe

Die verhouding tussen elektriese en magnetiese velde: In elektromagnetiese golwe is die elektriese veld E en die magnetiese veld B loodreg op mekaar, en albei is loodreg op die propagasierigting van die golf.

Daar is 'n vasgestelde proporsionele verhouding tussen die elektriese en magnetiese velde van elektromagnetiese golwe, dit is Gegee E =c gegee B gegee waar c die ligspoed is.

Golfvergelyking

Die propagasie van elektromagnetiese golwe kan beskryf word deur Maxwell se vergelykings, wat wys hoe veranderinge in elektriese en magnetiese velde interakteer om fluktuasies te skep.

Propagasiemechanisme van elektromagnetiese golf

Veranderende elektriese velde produseer magnetiese velde:

Wanneer die elektriese veld oor tyd verander, volgens Faraday se Wet in Maxwell se vergelykings, word 'n magnetiese veld gegenereer.

Die wiskundige uitdrukking is:

∇×E=− ∂B /∂t

Die veranderende magnetiese veld produseer 'n elektriese veld:

Wanneer die magnetiese veld oor tyd verander, volgens Ampère se Wet met Maxwell se byvoeging in Maxwell se vergelykings, word 'n elektriese veld gegenereer.

Die wiskundige uitdrukking is:

∇×B=μ0*ϵ0*∂E/∂t

Die elektriese en magnetiese velde in elektromagnetiese golwe kan nie gelyktydig nul wees nie.

Aangesien elektromagnetiese golwe propageer deur die interaksie van elektriese en magnetiese velde, is dit onmoontlik vir albei om by enige gegewe oomblik nul te wees. As die elektriese veld nul is, dan volgens Faraday se wet, is daar geen verandering in die magnetiese veld nie; Soortgelyk, as die magnetiese veld nul is, dan volgens die Ampère-Maxwell wet, sal daar geen verandering in die elektriese veld wees nie. Dus, die propagasie van elektromagnetiese golwe kan slegs gevorm word wanneer beide elektriese en magnetiese velde teenwoordig is en interakteer.

Spesiale geval

Alhoewel dit onmoontlik is vir die elektriese veld en die magnetiese veld om gelyktydig nul te wees in 'n eenvormige elektromagnetiese golf, kan daar situasies wees waar die elektriese veld of die magnetiese veld nul is by sekere punte in tyd of in ruimte. Byvoorbeeld:

Knoop

By sommige plekke kan die elektriese of magnetiese veld nul wees, maar nie gelyktydig nie.Hierdie plekke word knope genoem, maar hulle is oombliklik en bly nie bestaan nie.

Opsomming

In 'n eenvormige elektromagnetiese golf kan die elektriese en magnetiese velde nie gelyktydig nul wees nie. Die bestaan van elektromagnetiese golwe hang af van die elektriese en magnetiese velde wat loodreg op mekaar en interakteer, dus propageer deur ruimte. As die elektriese of magnetiese veld alleen nul is, kan elektromagnetiese golwe nie gevorm word nie. Dus, die elektriese en magnetiese velde in elektromagnetiese golwe is altyd teenwoordig en interakteer om die propagasie van elektromagnetiese golwe te handhaaf.