Kas saanid selgitada võnkleva elektrivälja ja võnkleva magnetvälja erinevust?

Võnklev elektriväli (Oscillating Electric Field) ja võnklev magnetväli (Oscillating magnetic field) on elektromagnetilise laina olulised komponendid, need on omavahel seotud ja sõltuvad üksteisest elektromagnetilise laina levikus. Järgmises osas selgitatakse võnkleva elektrivälja ja võnkleva magnetvälja erinevusi ning nende interaktsioone:

Võnklev elektriväli

Määratlus: Võnklev elektriväli on elektriväli, mis perioodiliselt muutub ajas ja ruumis. Elektromagnetilistes lainetes muutub elektrivälja suund ja tugevus ajas siinus- või koosinusfunktsioonina.

Erilineomadused

• Suund: Võnkleva elektrivälja suund on kindel, tavaliselt ristlik elektromagnetilise laina levikusuunaga.

• Tugevus: Võnkleva elektrivälja tugevus muutub ajas, tema sagedus on võrdne elektromagnetilise laina sagedusega.

• Polariseerimine: Võnkleva elektrivälja polariseerimissuund määrab elektromagnetilise laina polariseerimisomadused, mis võivad olla lineaarne, sirge või ellipsipolariseerimine.

Mõju

Võnklev elektriväli võib avaldada jõudu laetud osakesele, põhjustades selle liikumist või kiirendamist. Elektromagnetilise laina levikus genereeritakse võnklevat magnetvälja võnkleva elektrivälja muutuste kaudu.

Võnklev magnetväli

Määratlus: Võnklev magnetväli on magnetväli, mis perioodiliselt muutub ajas ja ruumis. Elektromagnetilistes lainetes muutub ka magnetvälja suund ja tugevus ajas siinus- või koosinusfunktsioonina.

Erilineomadused

• Suund: Võnkleva magnetvälja suund on kindel, tavaliselt ristlik elektromagnetilise laina levikusuunaga ja võnkleva elektrivälja suunaga.

• Tugevus: Võnkleva magnetvälja tugevus muutub ajas, tema muutuse sagedus on võrdne elektromagnetilise laina sagedusega.

• Seos elektriväljaga: Võnkleva magnetvälja ja võnkleva elektrivälja tugevustega on fikseeritud proportsionaalne seos, st E = c * B, kus c on valguse kiirus.

Funktsioonid

Võnklevad magnetväljad võivad avaldada Lorentzi jõudu laetud osakesele, põhjustades nende liikumist või kiirendamist.Elektromagnetilise laina levikus genereeritakse uut võnklevat elektrivälja võnkleva magnetvälja muutuste kaudu.

Võnkleva elektrivälja ja võnkleva magnetvälja interaktsioon

Elektromagnetilise laina levikutegur

Elektromagnetilistes lainetes on võnklevad elektriväli ja magnetväli ristlikud üksteisele ja ristlikud laina levikusuunale.

Võnkleva elektrivälja muutused toovad kaasa võnkleva magnetvälja tekkimise, ja võnkleva magnetvälja muutused toovad kaasa uue võnkleva elektrivälja tekkimise. See interaktsioon võimaldab elektromagnetilistel lainedel levida vakuumis.

Maxwelli võrrandid

Maxwelli võrrandite Faraday seadus kirjeldab, kuidas muutuv elektriväli toob kaasa magnetvälja:

 ∇×E=− ∂B/∂t

Maxwelli lisaga Ampere seadus Maxwelli võrrandites kirjeldab, kuidas muutuv magnetväli toob kaasa elektrivälja:

∇×B=μ0ϵ0 ∂E/∂t

Võnkleva elektrivälja ja võnkleva magnetvälja sünkroniseerimine

Ühtlasel elektromagnetilisel lainel on võnkleva elektrivälja ja võnkleva magnetvälja vahel täpne sünkroniseerimisseos:

Faasisuhe

Elektromagnetilistes lainetes on võnkleva elektrivälja ja võnkleva magnetvälja faasisuhe 90° või π/2 radiaanit. See tähendab, et kui elektriväli on oma maksimumis, on magnetväli täpselt null, ja vastupidi.

Energiategurdamine

Elektromagnetilise laina energia tegurdatakse vältakätes elektrivälja ja magnetvälja vahel, moodustades laine levikut.

Kokkuvõte

Võnklev elektriväli ja võnklev magnetväli on elektromagnetilise laina kaks põhikomponenti, mis interakteeruvad elektromagnetilise laina levikus, on ristlikud üksteisele ja ristlikud laina levikusuunale. Võnkleva elektrivälja muutused toovad kaasa võnkleva magnetvälja tekkimise, ja võnkleva magnetvälja muutused toovad kaasa uue võnkleva elektrivälja tekkimise, see interaktsioon võimaldab elektromagnetilistel lainedel levida vakuumis. Protsess saab detailsemalt kirjeldada Maxwelli võrrandite kaudu, ja võnkleva elektrivälja ja võnkleva magnetvälja vahel on täpne faasisuhe.