کیا یونیفارم الیکٹرو میگنیٹک لہروں میں الیکٹرک اور میگنیٹک فیلڈ دونوں ایک ساتھ صفر ہو سکتے ہیں

یک موج الکترومغناطیسی یکدست، میدان الکتریکی (E) و میدان مغناطیسی (B) نمی‌توانند همزمان صفر باشند. این به دلیل طبیعت موج‌های الکترومغناطیسی است که در آن میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی بر یکدیگر عمود هستند و در فضا به طور متناوب تغییر می‌کنند، بنابراین در خلاء یا محیطی منتشر می‌شوند. در ادامه توضیح دقیق‌تری از این پدیده آورده شده است:

تعریف موج الکترومغناطیسی

موج الکترومغناطیسی پدیده‌ای موجی است که از نوسان میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی بر یکدیگر عمود و عمود بر جهت انتشار موج تشکیل شده است. در خلاء، موج‌های الکترومغناطیسی با سرعتی برابر با سرعت نور c حرکت می‌کنند.

ویژگی‌های اساسی موج‌های الکترومغناطیسی

رابطه بین میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی: در موج‌های الکترومغناطیسی، میدان الکتریکی E و میدان مغناطیسی B بر یکدیگر عمود هستند و هر دو بر جهت انتشار موج عمود هستند.

رابطه تناسب ثابتی بین میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی موج‌های الکترومغناطیسی وجود دارد، یعنی با توجه به E =c با توجه به B با توجه به که c سرعت نور است.

معادله موج

انتشار موج‌های الکترومغناطیسی می‌تواند با معادلات ماکسول توصیف شود که نشان می‌دهد چگونه تغییرات در میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی با یکدیگر تعامل کرده و نوسان‌ها را ایجاد می‌کنند.

مکانیسم انتشار موج الکترومغناطیسی

تغییرات میدان‌های الکتریکی میدان‌های مغناطیسی را تولید می‌کنند:

وقتی میدان الکتریکی با زمان تغییر می‌کند، بر اساس قانون فارادی در معادلات ماکسول، یک میدان مغناطیسی تولید می‌شود.

عبارت ریاضی آن عبارت است از:

∇×E=− ∂B /∂t

تغییرات میدان‌های مغناطیسی میدان‌های الکتریکی را تولید می‌کنند:

وقتی میدان مغناطیسی با زمان تغییر می‌کند، بر اساس قانون آمپر با افزودن ماکسول در معادلات ماکسول، یک میدان الکتریکی تولید می‌شود.

عبارت ریاضی آن عبارت است از:

∇×B=μ0*ϵ0*∂E/∂t

میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی در موج‌های الکترومغناطیسی نمی‌توانند همزمان صفر باشند.

از آنجا که موج‌های الکترومغناطیسی از طریق تعامل میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی منتشر می‌شوند، غیرممکن است هر دو در هر لحظه‌ای صفر باشند. اگر میدان الکتریکی صفر باشد، پس بر اساس قانون فارادی، تغییری در میدان مغناطیسی وجود ندارد؛ به طور مشابه، اگر میدان مغناطیسی صفر باشد، پس بر اساس قانون آمپر-ماکسول، تغییری در میدان الکتریکی وجود ندارد. بنابراین، انتشار موج‌های الکترومغناطیسی فقط زمانی امکان‌پذیر است که هر دو میدان الکتریکی و مغناطیسی موجود باشند و با یکدیگر تعامل کنند.

حالت خاص

اگرچه در یک موج الکترومغناطیسی یکدست، میدان الکتریکی و میدان مغناطیسی نمی‌توانند همزمان صفر باشند، ممکن است موقعیت‌هایی وجود داشته باشد که میدان الکتریکی یا مغناطیسی در نقاط خاصی از زمان یا فضا صفر باشند. به عنوان مثال:

گره

در برخی مکان‌ها، میدان الکتریکی یا مغناطیسی ممکن است صفر باشد، اما همزمان نباشند.این مکان‌ها را گره‌ها می‌نامند، اما آنها لحظه‌ای هستند و پایدار نیستند.

خلاصه

در یک موج الکترومغناطیسی یکدست، میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی نمی‌توانند همزمان صفر باشند. وجود موج‌های الکترومغناطیسی به دلیل این است که میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی بر یکدیگر عمود هستند و با یکدیگر تعامل می‌کنند، بنابراین از طریق فضا منتشر می‌شوند. اگر فقط میدان الکتریکی یا مغناطیسی صفر باشد، موج‌های الکترومغناطیسی تشکیل نمی‌شوند. بنابراین، میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی در موج‌های الکترومغناطیسی همیشه موجود هستند و با یکدیگر تعامل می‌کنند تا انتشار موج‌های الکترومغناطیسی حفظ شود.