Kaya bang parehong zero ang mga elektrikong field at magnetic field sa parehong oras sa uniform na electromagnetic waves?

Sa isang pantay na alon ng elektromagnetiko, ang Electric Field (E) at ang Magnetic Field (B) ay hindi maaaring zero sa parehong oras. Ito ay dahil sa natura ng mga alon ng elektromagnetiko na ang mga electric at magnetic fields ay nasa tuwid na posisyon sa bawat isa at nagbabago nang magkakasunod-sunod sa espasyo, kaya nagpapalaganap sa vacuum o medium. Narito ang detalyadong paliwanag tungkol sa phenomenon:

Pangungusap ng alon ng elektromagnetiko

Ang alon ng elektromagnetiko ay isang wave phenomenon na nabuo sa pamamagitan ng pag-oscillate ng electric at magnetic fields na nasa tuwid na posisyon sa bawat isa at nasa tuwid na posisyon sa direksyon ng pagpapalaganap ng alon. Sa isang vacuum, ang mga alon ng elektromagnetiko ay naglalakbay sa isang bilis na katumbas ng bilis ng liwanag c.

Pundamental na katangian ng mga alon ng elektromagnetiko

Ang relasyon sa pagitan ng electric at magnetic fields: Sa mga alon ng elektromagnetiko, ang electric field E at ang magnetic field B ay nasa tuwid na posisyon sa bawat isa, at parehong nasa tuwid na posisyon sa direksyon ng pagpapalaganap ng alon.

Mayroong isang tiyak na proporsyonal na relasyon sa pagitan ng electric at magnetic fields ng mga alon ng elektromagnetiko, na iyon ay Given E =c given B given kung saan ang c ay ang bilis ng liwanag.

Wave equation

Ang pagpapalaganap ng mga alon ng elektromagnetiko ay maaaring ilarawan gamit ang mga ekwasyon ni Maxwell, na nagpapakita kung paano ang mga pagbabago sa electric at magnetic fields ay nakikipag-ugnayan upang lumikha ng mga fluctuation.

Mechanism ng pagpapalaganap ng alon ng elektromagnetiko

Ang pagbabago ng mga electric fields ay nagpapabago ng magnetic fields:

Kapag ang electric field ay nagbabago sa loob ng panahon, ayon sa Batas ni Faraday sa mga ekwasyon ni Maxwell, ginagawa ang isang magnetic field.

Ang mathematical expression ay:

∇×E=− ∂B /∂t

Ang pagbabago ng magnetic field ay nagpapabago ng electric field:

Kapag ang magnetic field ay nagbabago sa loob ng panahon, ayon sa Batas ni Ampere kasama ang Addition ni Maxwell sa mga ekwasyon ni Maxwell, ginagawa ang isang electric field.

Ang mathematical expression ay:

∇×B=μ0*ϵ0*∂E/∂t

Ang electric at magnetic fields sa mga alon ng elektromagnetiko ay hindi maaaring zero sa parehong oras.

Dahil ang mga alon ng elektromagnetiko ay nagpapalaganap sa pamamagitan ng interaksiyon ng electric at magnetic fields, imposible para sa parehong ito na maging zero sa anumang ibinigay na oras. Kung ang electric field ay zero, kung gayon ayon sa Batas ni Faraday, walang pagbabago sa magnetic field; Pareho rin, kung ang magnetic field ay zero, kung gayon ayon sa Batas ni Ampere-Maxwell, walang pagbabago sa electric field. Kaya, ang pagpapalaganap ng mga alon ng elektromagnetiko ay maaari lamang mabuo kung parehong electric at magnetic fields ay naroon at may interaksiyon.

Espesyal na kaso

Bagaman imposible para sa electric field at ang magnetic field na maging zero sa parehong oras sa isang pantay na alon ng elektromagnetiko, maaaring may mga sitwasyon kung saan ang electric field o magnetic field ay zero sa ilang puntos sa panahon o sa espasyo. Halimbawa:

Node

Sa ilang lokasyon, ang electric o magnetic field ay maaaring zero, ngunit hindi sa parehong oras.Ang mga lokasyong ito ay tinatawag na nodes, ngunit ito ay instantaneous at hindi tumutagal.

Sumaryo

Sa isang pantay na alon ng elektromagnetiko, ang electric at magnetic fields ay hindi maaaring zero sa parehong oras. Ang pagkakaroon ng mga alon ng elektromagnetiko ay depende sa electric at magnetic fields na nasa tuwid na posisyon sa bawat isa at may interaksiyon, kaya nagpapalaganap sa espasyo. Kung ang electric o magnetic field lamang ay zero, hindi maaaring mabuo ang mga alon ng elektromagnetiko. Kaya, ang electric at magnetic fields sa mga alon ng elektromagnetiko ay laging naroon at may interaksiyon upang panatilihin ang pagpapalaganap ng mga alon ng elektromagnetiko.