Ĉu elektraj kaj magnetaj kampoj povas samtempe esti nul en uniformaj elektromagnetaj ondoj?
En unuforma elektromagnetika ondo, la elektra kampo (E) kaj la magnetkampo (B) ne povas esti nul samtempe. Tio estas ĉar la naturo de elektromagnetikaj ondoj estas tia, ke la elektraj kaj magnetaj kampoj estas perpendikularaj al unu la alian kaj ŝanĝiĝas alternante en spaco, do propagantas en vakuo aŭ medio. Jen detala klarigo de la fenomeno:
Difino de elektromagnetika ondo
Elektromagnetika ondo estas ondfenomeno formita de oscilantaj elektraj kaj magnetaj kampoj, kiuj estas perpendikularaj al unu la alian kaj perpendikularaj al la direkto de ondpropagado. En vakuo, elektromagnetikaj ondoj propagas kun rapido egala al la lumrapido c.
Fundamentaj ecoj de elektromagnetikaj ondoj
La rilato inter elektraj kaj magnetaj kampoj: En elektromagnetikaj ondoj, la elektra kampo E kaj la magnetkampo B estas perpendikularaj al unu la alian, kaj ambaŭ estas perpendikularaj al la propagadodirekto de la ondo.
Estas fiksita proporcia rilato inter la elektraj kaj magnetaj kampoj de elektromagnetikaj ondoj, nome Donita E =c donita B donita kie c estas la lumrapido.
Ondekvacio
La propagado de elektromagnetikaj ondoj povas esti priskribita per la ekvacioj de Maxwell, kiuj montras kiel ŝanĝoj en elektraj kaj magnetaj kampoj interagi por krei fluktuojn.
Propagadmeĥanismo de elektromagnetika ondo
Ŝanĝantaj elektraj kampoj produktas magnetajn kampojn:
Kiam la elektra kampo ŝanĝiĝas kun tempo, laŭ la Leĝo de Faradeo en la ekvacioj de Maxwell, generiĝas magnetkampo.
La matematika esprimo estas:
∇×E=− ∂B /∂t
La ŝanĝanta magnetkampo produktas elektran kampon:
Kiam la magnetkampo ŝanĝiĝas kun tempo, laŭ la Leĝo de Ampere kun Aldono de Maxwell en la ekvacioj de Maxwell, generiĝas elektra kampo.
La matematika esprimo estas:
∇×B=μ0*ϵ0*∂E/∂t
La elektraj kaj magnetaj kampoj en elektromagnetikaj ondoj ne povas esti nul samtempe.
Ĉar elektromagnetikaj ondoj propagas tra la interago de elektraj kaj magnetaj kampoj, estas neeble ke ambaŭ estu nul je iu ajn momento. Se la elektra kampo estas nul, tiam laŭ la leĝo de Faradeo, ne okazas ŝanĝo en la magnetkampo; Simile, se la magnetkampo estas nul, tiam laŭ la leĝo de Ampere-Maxwell, ne okazos ŝanĝo en la elektra kampo. Do, la propagado de elektromagnetikaj ondoj povas nur formiĝi kiam ambaŭ elektraj kaj magnetaj kampoj estas prezentaj kaj interagi.
Speciala okazo
Kvankam estas neeble ke la elektra kampo kaj la magnetkampo estu nul samtempe en unuforma elektromagnetika ondo, povas esti situacioj kie la elektra kampo aŭ la magnetkampo estas nul je certaj punktoj en tempo aŭ en spaco. Ekzemple:
Nodo
Je kelkaj lokoj, la elektra aŭ la magnetkampo povas esti nul, sed ne samtempe.Tiuj lokoj nomiĝas nodoj, sed ili estas momentaj kaj ne daŭras.
Sumigado
En unuforma elektromagnetika ondo, la elektraj kaj magnetaj kampoj ne povas esti nul samtempe. La ekzisto de elektromagnetikaj ondoj dependas de la elektraj kaj magnetaj kampoj estantaj perpendikularaj al unu la alian kaj interagi, do propagiĝante tra spaco. Se sola elektra aŭ magnetkampo estas nul, elektromagnetikaj ondoj ne povas formiĝi. Do, la elektraj kaj magnetaj kampoj en elektromagnetikaj ondoj ĉiam estas prezentaj kaj interagi por konstantigi la propagadon de elektromagnetikaj ondoj.
