Može li električno i magnetsko polje istodobno biti nula u uniformnim elektromagnetskim valovima?

U uniformom elektromagnetskom valovlaku, električno polje (E) i magnetsko polje (B) ne mogu istodobno biti nula. To je zato što priroda elektromagnetskih valova takva je da su električna i magnetska polja međusobno okomita i naizmjenično mijenjaju se u prostoru, stoga se šire u vakuumu ili mediju. Evo detaljnog objašnjenja ovog fenomena:

Definicija elektromagnetskog vala

Elektromagnetski val je valovni pojav formiran oscilirajućim električnim i magnetskim poljima koji su međusobno okomiti i okomiti na smjer širenja vala. U vakuumu, elektromagnetski valovi se šire brzinom koja je jednaka brzini svjetlosti c.

Osnovne osobine elektromagnetskih valova

Odnos između električnog i magnetskog polja: U elektromagnetskim valovima, električno polje E i magnetsko polje B su međusobno okomita, a oba su okomita na smjer širenja vala.

Postoji fiksni proporcionalni odnos između električnog i magnetskog polja elektromagnetskih valova, to jest Zadano E =c zadano B gdje je c brzina svjetlosti.

Valna jednadžba

Širenje elektromagnetskih valova može se opisati Maxwellovim jednadžbama, koje pokazuju kako promjene u električnim i magnetskim poljima interaktivno stvaraju fluktuacije.

Mehanizam širenja elektromagnetskog vala

Promjene električnih polja stvaraju magnetska polja:

Kada se električno polje mijenja s vremenom, prema Faradayevom zakonu u Maxwellovim jednadžbama, generira se magnetsko polje.

Matematički izraz je:

∇×E=− ∂B /∂t

Promjene magnetskog polja stvaraju električno polje:

Kada se magnetsko polje mijenja s vremenom, prema Amperovom zakonu s Maxwellovim dodatkom u Maxwellovim jednadžbama, generira se električno polje.

Matematički izraz je:

∇×B=μ0*ϵ0*∂E/∂t

Električno i magnetsko polje u elektromagnetskim valovima ne mogu istodobno biti nula.

Pošto elektromagnetski valovi šire putem interakcije električnih i magnetskih polja, nemoguće je da oba budu nula u bilo kojem trenutku. Ako je električno polje nula, tada prema Faradayevom zakonu, nema promjene u magnetskom polju; Slično tome, ako je magnetsko polje nula, tada prema Amper-Maxwell zaku, neće doći do promjene u električnom polju. Stoga, širenje elektromagnetskih valova može nastati samo kada su prisutna oba polja i interaktivno djeluju.

Poseban slučaj

Iako je nemoguće da električno i magnetsko polje istodobno budu nula u uniformnom elektromagnetskom valovlaku, može se dogoditi da u određenim trenutcima ili mjestima električno polje ili magnetsko polje bude nula. Na primjer:

Čvor

Na nekim mjestima, električno ili magnetsko polje može biti nula, ali ne istodobno.Ta mjesta se zovu čvorovi, ali su oni trenutni i ne trajaju.

Sažetak

U uniformnom elektromagnetskom valovlaku, električno i magnetsko polje ne mogu istodobno biti nula. Postojanje elektromagnetskih valova ovisi o tome da su električno i magnetsko polje međusobno okomita i interaktivno djeluju, stoga se šire kroz prostor. Ako je samo električno ili magnetsko polje nula, elektromagnetski valovi se ne mogu formirati. Stoga, električno i magnetsko polje u elektromagnetskim valovima uvijek su prisutna i interaktivno djeluju kako bi održavali širenje elektromagnetskih valova.