Հարցը նրանով է, որ կարո՞ղ են էլեկտրական և մագնիսական դաշտերը միաժամանակ զրո լինել հավասարաչափ էլեկտրամագնիսական ալիքներում

Հավասարաչափ էլեկտրամագնիսական ալիքում էլեկտրական դաշտը (E) և մագնիսական դաշտը (B) չեն կարող համաժամանակ զրո լինել։ Այս պատճառը այն է, որ էլեկտրամագնիսական ալիքների բնույթը այն է, որ էլեկտրական և մագնիսական դաշտերը իրար ուղղահայաց են և տարածության մեջ համախմբորեն փոփոխվում են, այսպիսով տարածվում են վակուումում կամ միջավայրում։ Այստեղ էլեկտրամագնիսական ալիքների հայտարարության մանրամասն բացատրություն է տրվում.

Էլեկտրամագնիսական ալիքի սահմանում

Էլեկտրամագնիսական ալիքը այն ալիքային երևույթն է, որը ձևավորվում է ուղղահայաց էլեկտրական և մագնիսական դաշտերի օսցիլյացիայի արդյունքում, որոնք ալիքի տարածման ուղղությանը ուղղահայաց են։ Վակուումում էլեկտրամագնիսական ալիքները տարածվում են լույսի արագությամբ c-ով։

Էլեկտրամագնիսական ալիքների հիմնական հատկությունները

Էլեկտրական և մագնիսական դաշտերի հարաբերակցությունը. Էլեկտրամագնիսական ալիքներում էլեկտրական դաշտը E և մագնիսական դաշտը B իրար ուղղահայաց են և երկուսն էլ ուղղահայաց են ալիքի տարածման ուղղությանը։

Էլեկտրական և մագնիսական դաշտերի միջև կա ֆիքսված հարաբերակցություն, այսինքն E =c B տրված է, որտեղ c-ն լույսի արագությունն է։

Ալիքի հավասարում

Էլեկտրամագնիսական ալիքների տարածումը կարող է նկարագրվել Մաքսվելի հավասարումներով, որոնք ցույց են տալիս, թե էլեկտրական և մագնիսական դաշտերի փոփոխությունները իրար հետ ինտերակտելով ինչպես ստեղծում են ալիքային արտադրանքը։

Էլեկտրամագնիսական ալիքի տարածման մեխանիզմը

Փոփոխվող էլեկտրական դաշտերը ստեղծում են մագնիսական դաշտեր.

Երբ էլեկտրական դաշտը փոփոխվում է ժամանակի ընթացքում, Մաքսվելի հավասարումների Ֆարադեյի օրենքի համաձայն, ստեղծվում է մագնիսական դաշտ։

Մաթեմատիկական արտահայտությունը.

∇×E=− ∂B /∂t

Փոփոխվող մագնիսական դաշտը ստեղծում է էլեկտրական դաշտ.

Երբ մագնիսական դաշտը փոփոխվում է ժամանակի ընթացքում, Մաքսվելի հավասարումների Ամպերի օրենքի և Մաքսվելի լրացումի համաձայն, ստեղծվում է էլեկտրական դաշտ։

Մաթեմատիկական արտահայտությունը.

∇×B=μ0*ϵ0*∂E/∂t

Էլեկտրամագնիսական ալիքներում էլեկտրական և մագնիսական դաշտերը չեն կարող համաժամանակ զրո լինել։

Քանի որ էլեկտրամագնիսական ալիքները տարածվում են էլեկտրական և մագնիսական դաշտերի ինտերակցիայի արդյունքում, այն անհնար է, որ երկուսն էլ համաժամանակ զրո լինեն որևէ տվյալ պահին։ Եթե էլեկտրական դաշտը զրո է, ապա Ֆարադեյի օրենքի համաձայն, մագնիսական դաշտի փոփոխություն չի լինում. Նմանապես, եթե մագնիսական դաշտը զրո է, ապա Ամպեր-Մաքսվելի օրենքի համաձայն, էլեկտրական դաշտի փոփոխություն չի լինում։ Այսպիսով, էլեկտրամագնիսական ալիքների տարածումը կարող է տեղի ունենալ միայն այն դեպքում, երբ երկու դաշտերն էլ առկա են և ինտերակտելով միմյանց հետ ստեղծում են ալիքային արտադրանք։

Սպասարկած դեպք

Չնայած հավասարաչափ էլեկտրամագնիսական ալիքում էլեկտրական դաշտը և մագնիսական դաշտը համաժամանակ չեն կարող զրո լինել, կարող են առաջանալ դեպքեր, երբ էլեկտրական դաշտը կամ մագնիսական դաշտը զրո է որոշակի պահերում կամ տարածության որոշակի կետերում։ Օրինակ.

Կոնտուր

Որոշ կետերում էլեկտրական կամ մագնիսական դաշտը կարող է զրո լինել, բայց ոչ համաժամանակ։ Այս կետերը կոչվում են կոնտուրներ, բայց դրանք առաջացում են կամայական պահին և չեն կայուն։Այս կետերը կոչվում են կոնտուրներ, բայց դրանք առաջացում են կամայական պահին և չեն կայուն։

Ընդհանուր պատկեր

Հավասարաչափ էլեկտրամագնիսական ալիքում էլեկտրական և մագնիսական դաշտերը չեն կարող համաժամանակ զրո լինել։ Էլեկտրամագնիսական ալիքների գոյությունը կախված է էլեկտրական և մագնիսական դաշտերի իրար ուղղահայաց լինելուց և ինտերակցելուց, այսպիսով տարածվելուց տարածության մեջ։ Եթե միայն էլեկտրական կամ մագնիսական դաշտը զրո է, էլեկտրամագնիսական ալիքներ չեն կարող ձևավորվել։ Այսպիսով, էլեկտրամագնիսական ալիքներում էլեկտրական և մագնիսական դաշտերը միշտ առկա են և ինտերակտելով միմյանց հետ ապահովում են էլեկտրամագնիսական ալիքների տարածումը։