Hacer el eléctrico y magnético de los componentes de una onda electromagnética realmente generan el uno del otro?

Question

Con frecuencia, cuando las ondas electromagnéticas se enseñan, se dice que el cambio en el campo eléctrico provoca un cambio en el campo magnético, lo que provoca un cambio en el campo eléctrico, y así sucesivamente y así sucesivamente.

Pero desde mi conocimiento básico del electromagnetismo, no es necesariamente un cambio en el campo eléctrico que genera un cambio en el campo magnético, pero en lugar de una aceleración de la carga. y es que esta carga que crea el campo eléctrico y magnético. De nuevo, desde mi entender, un campo magnético que cambia no es generado por un cambio en el campo eléctrico, pero en lugar de eso sólo pasa a estar siempre presente perpendicular a un cambio en el campo eléctrico debido a las leyes del electromagnetismo.

Estoy equivocado? O es el "mutuo generación" concepto entre las eléctricas y magnéticas de los componentes de una onda EM una cosa real?

Answer 1

Como usted dice, un campo magnético cambiante siempre está asociado con un cambio en el campo eléctrico, y de hecho en la relatividad que son los que finalmente se revela para ser el mismo campo. Así que en este nivel no se puede decir que el campo genera el otro, ya que son sólo dos aspectos de un mismo objeto.

Pero tal vez usted todavía desea una mirada desde la perspectiva de los "ingenuos EM", y a ver en qué sentido se podría hacer de la declaración de que el campo genera el otro.

Ahora, si nos fijamos en los campos de un plano de la onda en un punto fijo en el espacio, verás que oscilan en sincronía, y ambos llegan a la máxima y $0$ intensidad al mismo tiempo. De hecho, lo que se podría decir es que el aumento de $E$ campo está tratando de reducir el $B$ campo y el aumento de la $B$ campo está tratando de reducir el $E$ campo. Puedes seguir las ecuaciones adecuadas y verás que esto es análogo a las ecuaciones de una vibración de la membrana.

Pero el punto es, que, de hecho, los campos de intentar mutuamente reducir el uno al otro en lugar de generar. De hecho, lo hacen tan bien, que hay un exceso, y el ciclo se repite. Esta dinámica se vuelve a hacer que el flujo de energía a través de ese punto en el espacio, a los campos de los vecinos en el espacio. De hecho, en algunos momentos no hay ningún EM campo en ese punto, lo que significa que no hay energía en ese campo.

Supongo que la mejor descripción sería que una carga en movimiento genera una perturbación en el campo electromagnético, en el sentido de que hay una transferencia de energía de su energía cinética a la energía EM. Esta perturbación que se propaga a través del espacio y el tiempo.

Answer 2

Hacer el eléctrico y magnético de los componentes de una onda electromagnética realmente generan el uno del otro?

No, ellos no. Como Andrea, dijo, son dos "aspectos" de la misma cosa. Y como usted ha dicho, es una onda electromagnética. Consulte el artículo de wiki para la radiación electromagnética donde se puede leer que "el rizo de operador en un lado de estas ecuaciones resultados en primer orden espacial de los derivados de la solución de onda, mientras que el tiempo de derivados en el otro lado de las ecuaciones, lo que le da el otro campo, es de primer orden en el tiempo". Uno de los espaciales derivados, el otro es el tiempo derivativo. Si se trataba de una onda de agua y se fueron en una canoa, la inclinación de su canoa es E y la tasa de cambio de la inclinación es la B.

Con frecuencia, cuando las ondas electromagnéticas se enseñan, se dice que el cambio en el campo eléctrico provoca un cambio en el campo magnético, lo que provoca un cambio en el campo eléctrico, y así sucesivamente y así sucesivamente.

Sí, y las personas que lo dicen tienden a decir que esto es por qué las ondas electromagnéticas no necesitan un medio. Pero necesitan un medio. El espacio es el medio. No es un medio como el agua o el suelo, pero no es nada. Ver LIGO y se nota que están tratando de detectar una longitud de cambio en los brazos del interferómetro. Eso es esencialmente un espacio de agitar. También ver este donde Robert B Laughlin habla sobre el vacío cuántico y compara el espacio de la ventana de vidrio en lugar de Newtoniana vacío.

y es que esta carga que crea el campo eléctrico y magnético

En mi humilde opinión debe evitar el cargo por ahora y se adhieren a las ondas electromagnéticas.

Es el "mutuo generación" concepto entre las eléctricas y magnéticas de los componentes de una onda EM una cosa real?

No, No es así. Echa un vistazo a este artículo de la Wikipedia sobre Jefimenko las ecuaciones:

Existe una amplia interpretación de las ecuaciones de Maxwell que indica que la variación espacial campos eléctricos y magnéticos pueden causar unos a otros a cambiar en el tiempo, dando lugar a una propagación de la onda electromagnética (electromagnetismo). Sin embargo, Jefimenko las ecuaciones de mostrar un punto de vista alternativo. Jefimenko dice, "...ni las ecuaciones de Maxwell ni sus soluciones indicar la existencia de vínculos causales entre los campos eléctricos y magnéticos. Por lo tanto, debemos concluir que un campo electromagnético es una entidad dual siempre tener un eléctrico y un componente magnético creado simultáneamente por las fuentes más comunes: el tiempo de la variable de cargas y corrientes eléctricas".

Answer 3

Este plano onda polarizada de la wikipedia puede ayudar

Las ondas electromagnéticas pueden ser imaginado como un auto-propagación de onda oscilante transversal de los campos eléctricos y magnéticos. Esta animación en 3D se muestra un plano de polarización lineal, onda que se propaga de izquierda a derecha. Tenga en cuenta que los campos eléctrico y magnético en una onda están en fase entre sí, alcanzando los mínimos y máximos juntos.

Es el punteo de funciones matemáticas, las soluciones de las ecuaciones de Maxwell, que describen una onda que se propaga.

$$\text{electric field}: E = E_m\sin(kx - \omega t) \\\\\\\ \text{magnetic field}: B = B_m \sin(kx - \omega t) $$

Para ser consistente con las ecuaciones de Maxwell, estas soluciones deben ser relacionadas por

$$\frac{E_m}{B_m} = c$$

$E$ $B$ son perpendiculares uno al otro y en la sincronía de crecimiento y disminuyendo a medida que la onda se propaga. La declaración de

el cambio en el campo eléctrico provoca un cambio en el campo magnético, lo que provoca un cambio en el campo eléctrico, y así sucesivamente y así sucesivamente

se refiere a este gráfico, donde los campos eléctricos y magnéticos de aumento y disminución en la sincronía.

La aceleración de partículas cargadas que genera ondas electromagnéticas y, a continuación, las olas se hacen independientes de la fuente del campo eléctrico que generan y propagan de acuerdo con las ecuaciones.

Este es el marco clásico.

En la mecánica cuántica marco de la ola está integrado por un número enorme de fotones generados por la aceleración de los electrones en la antena , pero eso es otra historia.

Answer 4

"un campo magnético cambiante no es generado por un cambio en el campo eléctrico, pero en lugar de eso sólo pasa a estar siempre presente perpendicular a un cambio en el campo eléctrico debido a las leyes del electromagnetismo."

Así que ... es debido , pero no causada por. ¿Cuál es la diferencia?

Respuesta corta: no es sólo "cosa" es una correcta cosa.

Esto es mucho más claramente en la forma diferencial de las ecuaciones de Maxwell:

$$ \nabla \times \mathbf{E} = - \frac{\partial \mathbf{B}}{\partial t} $$ $$ \nabla \times \mathbf{B} = \mu_0 \left( \mathbf{j} + \epsilon_0 \frac{\partial \mathbf{E}}{\partial t}\right) \,.$$

Y mientras que los campos magnéticos pueden ser causa, por cualquiera de actual o el cambio de los campos eléctricos, la luz estará feliz de viajar en el cargo regiones libres de espacio, por lo que no hay duda acerca de cuál es el término en el trabajo en las ondas electromagnéticas.

Answer 5

Las ecuaciones de Maxwell en el vacío son: $$\nabla\cdot\mathbf{E} = 0$$ $$\nabla\cdot\mathbf{B} = 0$$ $$\nabla\times\mathbf{E} = -\frac{\partial\mathbf{B}}{\partial t}$$ $$\nabla\times\mathbf{B} = \frac{1}{c^2}\frac{\partial\mathbf{E}}{\partial t}$$ Es la de estos dos últimos que dan lugar a la interpretación de que un cambio de campo magnético genera un campo eléctrico y viceversa. Pero siempre se puede tomar el curl de estas dos ecuaciones, las otras dos, y obtener sencilla ecuaciones de onda por separado para$\mathbf{E}$$\mathbf{B}$: $$\nabla^2\mathbf{E} - \frac{1}{c^2}\frac{\partial^2 \mathbf{E}}{\partial t^2} = 0$$ $$\nabla^2\mathbf{B} - \frac{1}{c^2}\frac{\partial^2 \mathbf{B}}{\partial t^2} = 0$$ Aunque estas ecuaciones de onda significa que $\mathbf{E}$ $\mathbf{B}$ propagar ordinarias de ondas, que todavía son limitadas por el original de las relaciones; no hemos mágicamente hecho de que la dependencia a desaparecer.

Así, si bien es correcto decir que el cambio de campos magnéticos y eléctricos generar cada uno de los otros (al mismo tiempo), es también correcto decir que cada uno se propaga como una onda de su propio derecho, pero está en todas partes en relación con las demás por el original ecuaciones de Maxwell.

En efecto, cuando la carga se está acelerando, no generar tanto un cambio en el campo eléctrico y magnético en su posición. Se puede decir entonces que ambos se propaga fuera de lo ordinario olas, pero (repito) son siempre limitados por las ecuaciones de Maxwell a ser interdependientes.