EM Плоская волна, меняющееся электрическое поле во всех направлениях, верно? - физиков.нет
Купить гитару в Москве
4 голосов
/

Я просто хочу это подтвердить, потому что этот тип диаграмм кажется довольно популярным.

Электрическое поле и магнитное поле фактически окружают все направления, ортогональные оси x, верно? Это не просто 2D, указывающий только в направлении y и z соответственно.

enter image description here

Ответы [ 4 ]

7 голосов
/

Это довольно распространенная путаница. Стрелки, которые вы видите на этой диаграмме, отображают величину и направление электрического и магнитного полей на оси $\hat x$ .

Когда вы впервые знакомитесь с векторами, они обычно представляются в виде стрелок, которые простираются от одной точки к другой. Вектор $\langle 2, 3\rangle$ изображен в виде стрелки, которая начинается в точке $(0,0)$ и заканчивается в точке $(2,3)$.

Это красиво и интуитивно понятно, но это подразумевает, что вектор простирается через физическое пространство, чего он категорически не делает. Векторы существуют в изолированных, отдельных точках.

Вот "электрическое поле" электромагнитной плоской волны, определенной над плоскостью $z=0$, а не только вдоль оси $\hat x$:

enter image description here

Теперь представьте идентичные копии этой плоскости, сложенные вдоль оси $\hat z$, и вы получите представление о том, как выглядит электрическое поле от плоской волны. Точное визуальное изображение было бы слишком загромождено, чтобы быть полезным, но это общая идея.

Для полноты вот часть поля в плоскости $y=0$:

enter image description here

5 голосов
/

Волна на вашем рисунке линейно поляризована с E вдоль оси $\hat{y}$ и B вдоль оси $\hat{z}$. Это встроено в волну, когда оно было создано, и оно остается таким. Вы не найдете E для $\hat{z}$ или B вдоль $\hat{y}$ для этой волны.

Некоторые другие волны могут отличаться. Если он может быть линейно поляризован вдоль некоторой другой оси, или он может быть циркулярно поляризован. Волна с круговой поляризацией имеет E, направленную в разные стороны в разное время.

Так что нет, в той волне, которую вы показываете, она не окружает ось $\hat{x}$. Но другие волны могут сделать это.

2 голосов
/

Да, поля везде вокруг направления распространения. Но он будет линейно поляризован в том же направлении, что и векторы на рисунке. Если нарисовать только векторы E-поля, это может быть представление, подобное этому: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Linear_Polarization_Linearly_Polarized_Light_plane_wave.svg

0 голосов
/

ЭМ волна на этой диаграмме - это просто луч, геометрическая визуализация ЭМ волны.

EM-волна на самом деле является 4D-волной, или, по крайней мере, вы должны визуализировать ее в 3D, где волна вращается, то есть она переходит от E-волны к M-волне, потому что в уравнениях Максвелла это E-волна создает движущуюся M-волну, и именно так свет распространяется в классических рамках.

Согласно КМ, фотон является возбуждением электромагнитного поля. Таким образом, поле E создает возбуждение в поле M, которое создает возбуждение в поле E, и именно так электромагнитные волны распространяются в 4D.

EM wave

...