Vai jūs varētu izskaidrot atšķirību starp oscilējošu elektrisko lauku un oscilējošu magnētisko lauku?

Oscillājošais elektriskais lauks (oscillating electric field) un oscillājošais magnētiskais lauks (oscillating magnetic field) ir svarīgi elektromagnētiskās viļņa sastāvdaļas, un tie ir savstarpēji saistīti un atkarīgi elektromagnētiskā viļņa izplatīšanās procesā. Tālāk detalizēti aprakstīta oscillājošā elektriskā un oscillājošā magnētiskā lauka atšķirība un to interakcija:

Oscillājošais elektriskais lauks

Definīcija: Oscillājošais elektriskais lauks ir elektriskais lauks, kas periodiski mainās laikā un telpā. Elektromagnētiskajos viļņos elektriskā lauka virziena un lieluma maiņa laikā notiek kā sinusa vai kosinusa funkcija.

Īpašības

• Virziens: Oscillājošā elektriskā lauka virzienam ir fiksēts, parasti perpendikulārs elektromagnētiskā viļņa izplatīšanās virzienam.

• Intensitāte: Oscillājošā elektriskā lauka intensitāte mainās laikā, un tā frekvence ir vienāda ar elektromagnētiskā viļņa frekvenci.

• Polarizācija: Oscillājošā elektriskā lauka polarizācijas virziena nosaka elektromagnētiskā viļņa polarizācijas īpašības, kas var būt lineāra, apļa vai eliptiska polarizācija.

Efekts

Oscillājošais elektriskais lauks var iedarboties uz lādētu daudzietu, pievelkot to vai paātrinot. Elektromagnētisko viļņu izplatīšanās procesā oscillājošā elektriskā lauka maiņa radīs oscillājošo magnētisko lauku.

Oscillājošais magnētiskais lauks

Definīcija: Oscillājošais magnētiskais lauks ir magnētiskais lauks, kas periodiski mainās laikā un telpā. Elektromagnētiskajos viļņos magnētiskā lauka virziena un lieluma maiņa laikā notiek kā sinusa vai kosinusa funkcija.

Īpašības

• Virziens: Oscillājošā magnētiskā lauka virzienam ir fiksēts, parasti perpendikulārs elektromagnētiskā viļņa izplatīšanās virzienam, un perpendikulārs oscillājošā elektriskā lauka virzienam.

• Intensitāte: Oscillājošā magnētiskā lauka intensitāte mainās laikā, un tās maiņas frekvence ir arī vienāda ar elektromagnētisko viļņu frekvenci.

• Sakars ar elektrisko lauku: Ir fiksēts proporcionāls sakars starp oscillājošā magnētiskā lauka stiprumu un oscillājošā elektriskā lauka stiprumu, tas irGiven E =c given B given where c is the speed of light.

Funkcijas

Oscillājošie magnētiskie lauki var iedarboties uz lādētiem daudzietiem, piemērojot Lorentza spēku, kas tos pievelk vai paātrina.Elektromagnētisko viļņu izplatīšanās procesā oscillājošā magnētiskā lauka maiņa radīs jaunu oscillājošo elektrisko lauku.

Interakcija starp oscillājošo elektrisko lauku un oscillājošo magnētisko lauku

Elektromagnētisko viļņu izplatīšanās mehānisms

Elektromagnētiskajos viļņos oscillājošie elektriskie un magnētiskie lauki ir perpendikulāri viens otram un perpendikulāri viļņa izplatīšanās virzienam.

Oscillājošā elektriskā lauka maiņa rada oscillājošo magnētisko lauku, un oscillājošā magnētiskā lauka maiņa rada jaunu oscillājošo elektrisko lauku. Šī interakcija ļauj elektromagnētiskajiem viļņiem izplatīties vakuumā.

Maksvela vienādojumi

Faradeja likums Maksvela vienādojumos apraksta, kā mainīgais elektriskais lauks radīs magnētisko lauku:

 ∇×E=− ∂B/∂t

Ampēra likums ar Maksvela papildinājumu Maksvela vienādojumos apraksta, kā mainīgais magnētiskais lauks radīs elektrisko lauku:

∇×B=μ0ϵ0 ∂E/∂t

Oscillājošā elektriskā lauka un oscillājošā magnētiskā lauka sinhronizācija

Vienmērīgos elektromagnētiskajos viļņos starp oscillājošo elektrisko lauku un oscillājošo magnētisko lauku pastāv stingrs sinhronizācijas sakars:

Fāzes sakars

Elektromagnētiskajos viļņos oscillājošā elektriskā un magnētiskā lauka fāzes starpība ir 90∘ vai π/2 radiāni. Tas nozīmē, ka, kad elektriskais lauks ir savā maksimumā, magnētiskais lauks ir tieši nulle, un otrādi.

Enerģijas pārnešana

Elektromagnētiskā viļņa enerģija tiek alternatīvi pārnēsāta no elektriskā lauka uz magnētisko lauku, veidojot viļņa izplatīšanos.

Kopsavilkums

Oscillājošais elektriskais lauks un oscillājošais magnētiskais lauks ir divas pamataelektromagnētiskās viļņa sastāvdaļas, kas savstarpēji interakciju veido elektromagnētisko viļņu izplatīšanā, būdami perpendikulāri viens otram un perpendikulāri viļņa izplatīšanās virzienam. Oscillājošā elektriskā lauka maiņa rada oscillājošo magnētisko lauku, un oscillājošā magnētiskā lauka maiņa rada jaunu oscillājošo elektrisko lauku, un šī interakcija ļauj elektromagnētiskajiem viļņiem izplatīties vakuumā. Process var tikt detaļā aprakstīts ar Maksvela vienādojumiem, un starp oscillājošo elektrisko lauku un oscillājošo magnētisko lauku pastāv stingrs fāzes sakars.