Da li električno i magnetsko polje mogu istovremeno biti nula u uniformnim elektromagnetnim talasima?

U uniformnoj elektromagnetskoj valnoj, električno polje (E) i magnetsko polje (B) ne mogu istovremeno biti nula. To je zato što priroda elektromagnetskih talasa jeste da su električna i magnetska polja međusobno okomita i naizmenično menjaju se u prostoru, tako šireći se kroz vakuum ili sredstvo. Evo detaljnog objašnjenja ovog fenomena:

Definicija elektromagnetskog talasa

Elektromagnetski talas je talasni fenomen formiran oscilujućim električnim i magnetskim poljima koji su međusobno okomiti i okomiti na smer širenja talasa. U vakuumu, elektromagnetski talasi se kreću brzinom koja je jednaka brzini svetlosti c.

Osnovne osobine elektromagnetskih talasa

Odnos između električnih i magnetskih polja: U elektromagnetskim talasima, električno polje E i magnetsko polje B su međusobno okomita, a oba su okomita na smer širenja talasa.

Postoji fiksni proporcionalni odnos između električnih i magnetskih polja elektromagnetskih talasa, to jest dati E =c dati B dati gde je c brzina svetlosti.

Valna jednačina

Širenje elektromagnetskih talasa može se opisati Maksvelovim jednačinama, koje pokazuju kako promene električnih i magnetskih polja interagiraju kako bi stvorile fluktuacije.

Mehanizam širenja elektromagnetskog talasa

Promenljiva električna polja proizvode magnetska polja:

Kada se električno polje menja tokom vremena, prema Faradejevom zakonu u Maksvelovim jednačinama, generiše se magnetsko polje.

Matematički izraz je:

∇×E=− ∂B /∂t

Promenljivo magnetsko polje proizvodi električno polje:

Kada se magnetsko polje menja tokom vremena, prema Amperovom zakonu sa Maksvelovom dodatkom u Maksvelovim jednačinama, generiše se električno polje.

Matematički izraz je:

∇×B=μ0*ϵ0*∂E/∂t

Električna i magnetska polja u elektromagnetskim talasima ne mogu istovremeno biti nula.

Pošto elektromagnetski talasi šire kroz interakciju električnih i magnetskih polja, nemoguće je da oba budu nula u bilo kom trenutku. Ako je električno polje nula, onda prema Faradejevom zakonu, ne postoji promena magnetskog polja; Slično, ako je magnetsko polje nula, onda prema Amper-Maksvelovom zakonu, neće postojati promena električnog polja. Stoga, širenje elektromagnetskih talasa može biti formirano samo kada su prisutna oba električna i magnetska polja i interagiraju.

Poseban slučaj

Iako je nemoguće da električno polje i magnetsko polje istovremeno budu nula u uniformnom elektromagnetskom talasu, može se desiti da električno polje ili magnetsko polje budu nula u određenim trenutcima ili prostorima. Na primer:

Čvor

Na nekim lokacijama, električno ili magnetsko polje može biti nula, ali ne istovremeno.Ove lokacije se nazivaju čvorovi, ali su trenutni i ne traju.

Zaključak

U uniformnom elektromagnetskom talasu, električna i magnetska polja ne mogu istovremeno biti nula. Postojanje elektromagnetskih talasa zavisi od toga da su električna i magnetska polja međusobno okomita i interagiraju, tako šireći se kroz prostor. Ako je samo električno ili magnetsko polje nula, elektromagnetski talasi ne mogu biti formirani. Stoga, električna i magnetska polja u elektromagnetskim talasima uvek prisutna su i interagiraju kako bi održali širenje elektromagnetskih talasa.