Kaya bang parehong lumapit sa sero ang mga elektrik at magnetic fields sa parehong oras sa uniform na electromagnetic waves?

Sa isang uniform na electromagnetic wave, ang Electric Field (E) at ang Magnetic Field (B) ay hindi maaaring zero sa parehong oras. Ito ay dahil ang natura ng mga electromagnetic waves ay ang electric at magnetic fields ay naka-perpendicular sa isa't isa at nagbabago alternately sa espasyo, kaya nagpapalaganap sa vacuum o medium. Narito ang detalyadong paliwanag tungkol sa phenomenon:

Pangkalahatang ideya ng electromagnetic wave

Ang electromagnetic wave ay isang wave phenomenon na nabuo ng oscillating na electric at magnetic fields na naka-perpendicular sa isa't isa at naka-perpendicular sa direksyon ng pagpapalaganap ng wave. Sa vacuum, ang mga electromagnetic waves ay naglalakbay sa isang bilis na katumbas ng bilis ng liwanag c.

Fundamental na katangian ng mga electromagnetic waves

Ang relasyon sa pagitan ng electric at magnetic fields: Sa mga electromagnetic waves, ang electric field E at ang magnetic field B ay naka-perpendicular sa isa't isa, at parehong naka-perpendicular sa direksyon ng pagpapalaganap ng wave.

Mayroong isang fixed proportional relationship sa pagitan ng electric at magnetic fields ng mga electromagnetic waves, na ang E =c given B given kung saan ang c ay ang bilis ng liwanag.

Wave equation

Ang pagpapalaganap ng mga electromagnetic waves ay maaaring ilarawan ng Maxwell's equations, na nagpapakita kung paano ang mga pagbabago sa electric at magnetic fields ay mag-interact upang lumikha ng mga fluctuation.

Mechanism ng pagpapalaganap ng electromagnetic wave

Nagbabago ang electric fields na nagpapabuo ng magnetic fields:

Kapag ang electric field ay nagbabago sa panahon, ayon sa Faraday's Law sa Maxwell's equations, ginagawa ang isang magnetic field.

Ang mathematical expression ay:

∇×E=− ∂B /∂t

Ang nagbabago na magnetic field na nagpapabuo ng electric field:

Kapag ang magnetic field ay nagbabago sa panahon, ayon sa Ampere's Law with Maxwell's Addition sa Maxwell's equations, ginagawa ang isang electric field.

Ang mathematical expression ay:

∇×B=μ0*ϵ0*∂E/∂t

Hindi maaaring zero ang electric at magnetic fields sa parehong oras sa mga electromagnetic waves.

Dahil ang mga electromagnetic waves ay nagpapalaganap sa pamamagitan ng interaction ng electric at magnetic fields, hindi maaaring zero ang pareho sa anumang ibinigay na oras. Kung zero ang electric field, ayon sa Faraday's law, walang pagbabago ang magnetic field; kapareho, kung zero ang magnetic field, ayon sa Ampere-Maxwell law, walang pagbabago ang electric field. Kaya, ang pagpapalaganap ng mga electromagnetic waves ay maaari lamang mabuo kung parehong present at interacting ang electric at magnetic fields.

Espesyal na kaso

Bagama't hindi maaaring zero ang electric field at magnetic field sa parehong oras sa isang uniform na electromagnetic wave, maaaring may mga sitwasyon kung saan ang electric field o magnetic field ay zero sa ilang puntos sa panahon o sa espasyo. Halimbawa:

Node

Sa ilang lokasyon, maaaring zero ang electric o magnetic field, ngunit hindi sa parehong oras.Ang mga lokasyong ito ay tinatawag na nodes, ngunit sila ay instantaneous at hindi nagpapatuloy.

Sumaryo

Sa isang uniform na electromagnetic wave, hindi maaaring zero ang electric at magnetic fields sa parehong oras. Ang pagkakaroon ng mga electromagnetic waves ay depende sa electric at magnetic fields na naka-perpendicular sa isa't isa at interacting, kaya nagpapalaganap sa espasyo. Kung zero ang electric o magnetic field nang hiwalay, hindi maaaring mabuo ang mga electromagnetic waves. Kaya, ang electric at magnetic fields sa mga electromagnetic waves ay laging present at interacting upang panatilihin ang pagpapalaganap ng mga electromagnetic waves.