Apakah medan listrik dan medan magnet dapat keduanya nol pada saat yang sama dalam gelombang elektromagnetik seragam

Dalam gelombang elektromagnetik yang seragam, Medan Listrik (E) dan Medan Magnet (B) tidak dapat nol pada saat yang sama. Ini karena sifat gelombang elektromagnetik adalah bahwa medan listrik dan magnet saling tegak lurus dan berubah secara bergantian dalam ruang, sehingga merambat dalam vakum atau medium. Berikut adalah penjelasan rinci tentang fenomena tersebut:

Definisi gelombang elektromagnetik

Gelombang elektromagnetik adalah fenomena gelombang yang terbentuk oleh medan listrik dan magnet yang bergetar saling tegak lurus satu sama lain dan tegak lurus terhadap arah rambatan gelombang. Dalam vakum, gelombang elektromagnetik merambat dengan kecepatan sama dengan kecepatan cahaya c.

Sifat dasar gelombang elektromagnetik

Hubungan antara medan listrik dan medan magnet: Dalam gelombang elektromagnetik, medan listrik E dan medan magnet B saling tegak lurus, dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambatan gelombang.

Terdapat hubungan proporsional tetap antara medan listrik dan medan magnet gelombang elektromagnetik, yaitu Jika E =c diberikan B diberikan di mana c adalah kecepatan cahaya.

Persamaan gelombang

Penyebaran gelombang elektromagnetik dapat digambarkan oleh persamaan Maxwell, yang menunjukkan bagaimana perubahan medan listrik dan magnet berinteraksi untuk menciptakan fluktuasi.

Mekanisme penyebaran gelombang elektromagnetik

Perubahan medan listrik menghasilkan medan magnet:

Ketika medan listrik berubah seiring waktu, sesuai dengan Hukum Faraday dalam persamaan Maxwell, medan magnet terbentuk.

Ekspresi matematikanya adalah:

∇×E=− ∂B /∂t

Perubahan medan magnet menghasilkan medan listrik:

Ketika medan magnet berubah seiring waktu, sesuai dengan Hukum Ampere dengan Penambahan Maxwell dalam persamaan Maxwell, medan listrik terbentuk.

Ekspresi matematikanya adalah:

∇×B=μ0*ϵ0*∂E/∂t

Medan listrik dan medan magnet dalam gelombang elektromagnetik tidak dapat nol pada saat yang sama.

Karena gelombang elektromagnetik merambat melalui interaksi medan listrik dan magnet, maka tidak mungkin keduanya nol pada setiap saat tertentu. Jika medan listrik nol, maka menurut hukum Faraday, tidak ada perubahan pada medan magnet; Demikian pula, jika medan magnet nol, maka menurut hukum Ampere-Maxwell, tidak akan ada perubahan pada medan listrik. Oleh karena itu, penyebaran gelombang elektromagnetik hanya dapat terbentuk ketika kedua medan listrik dan magnet hadir dan berinteraksi.

Kasus khusus

Meskipun tidak mungkin bagi medan listrik dan medan magnet menjadi nol pada saat yang sama dalam gelombang elektromagnetik yang seragam, mungkin ada situasi di mana medan listrik atau medan magnet nol pada titik-titik tertentu dalam waktu atau ruang. Misalnya:

Node

Di beberapa lokasi, medan listrik atau medan magnet mungkin nol, tetapi tidak pada saat yang sama.Lokasi-lokasi ini disebut node, tetapi mereka bersifat instan dan tidak bertahan lama.

Kesimpulan

Dalam gelombang elektromagnetik yang seragam, medan listrik dan medan magnet tidak dapat nol pada saat yang sama. Kehadiran gelombang elektromagnetik bergantung pada medan listrik dan magnet yang saling tegak lurus dan berinteraksi, sehingga merambat melalui ruang. Jika hanya medan listrik atau medan magnet saja yang nol, gelombang elektromagnetik tidak dapat terbentuk. Oleh karena itu, medan listrik dan medan magnet dalam gelombang elektromagnetik selalu hadir dan berinteraksi untuk mempertahankan penyebaran gelombang elektromagnetik.