Можат ли електричното и магнитното поле да бидат едновремено нула во хомогени електромагнетни бранови?

В uniform електромагнетна волна, електричното поле (E) и магнитното поле (B) не можат да бидат нула во исто време. Ова се должи на тоа што природата на електромагнетните волни е таква што електричните и магнитни полета се нормални едно на друго и се менуваат альтернативно во просторот, па пропагираат во вакуум или среда. Еве детално објаснување на феноменот:

Дефиниција на електромагнетна волна

Електромагнетната волна е волни феномен формиран од осцилација на електрични и магнитни полета нормални едно на друго и нормални на правецот на пропагација на волната. Во вакуум, електромагнетните волни се движат со брзина еднаква на брзината на светлината c.

Основни својства на електромагнетните волни

Односот помеѓу електричните и магнитни полета: Во електромагнетните волни, електричното поле E и магнитното поле B се нормални едно на друго, и двете се нормални на правецот на пропагација на волната.

Постои фиксирани пропорционален однос помеѓу електричните и магнитни полета на електромагнетните волни, тоа е Given E =c given B given каде c е брзината на светлината.

Волнов равенка

Пропагацијата на електромагнетните волни може да се опише со Максвеловите равенки, кои покажуваат како промени во електричните и магнитни полета интерагираат за да создадат флуктуации.

Механизам на пропагација на електромагнетната волна

Променливи електрични полета произведуваат магнитни полета:

Кога електричното поле се менува со времето, според Фарадеевата закон во Максвеловите равенки, се генерира магнитно поле.

Математички израз е:

∇×E=− ∂B /∂t

Променливото магнитно поле произведува електрично поле:

Кога магнитното поле се менува со времето, според Амперовиот закон со Максвелова дополнителна в Максвеловите равенки, се генерира електрично поле.

Математички израз е:

∇×B=μ0*ϵ0*∂E/∂t

Електричните и магнитни полета во електромагнетните волни не можат да бидат нула во исто време.

Бидејќи електромагнетните волни се пропагираат преку интеракција на електрични и магнитни полета, неможно е да се нулаат и двата во секое дадено момент. Ако електричното поле е нула, тогаш според Фарадеевата закон, нема промена во магнитното поле; Слично, ако магнитното поле е нула, тогаш според Ампер-Максвеловиот закон, нема промена во електричното поле. Затоа, пропагацијата на електромагнетните волни може да се формира само кога и двата полета присутствуват и интерагираат.

Специјален случај

Иако е невозможно електричното поле и магнитното поле да бидат нула во исто време во uniform електромагнетна волна, може да има ситуација каде електричното поле или магнитното поле е нула во одредени моменти во временото или просторот. На пример:

Чвор

Во некои локации, електричното или магнитното поле може да биде нула, но не во исто време.Овие локации се нарекуваат чворови, но тие се инстантни и не персистираат.

Заклучок

Во uniform електромагнетна волна, електричните и магнитни полета не можат да бидат нула во исто време. Постојбата на електромагнетните волни зависи од тоа дека електричните и магнитни полета се нормални едно на друго и интерагираат, па пропагираат низ просторот. Ако само електричното или магнитното поле е нула, електромагнетните волни не можат да се формираат. Затоа, електричните и магнитни полета во електромагнетните волни се винаги присутни и интерагираат за да одржуваат пропагацијата на електромагнетните волни.