Электромагнитные волны, создаваемые синусоидальным током

Скажем, у меня есть колеблющийся синусоидальный ток, протекающий по оси z (скажем, я 0 грех ю т ), в прямом проводнике. Этот ток создает переменное магнитное поле в азимутальном направлении, которое создает изменяющееся электрическое поле в направлении z, которое создает электромагнитную волну в радиальном направлении. Как можно формально вывести выражение для индуцированных магнитного и электрического полей?

Мой первоначальный ответ состоял в том, что выражение магнитного поля следует из Закона Ампера о Циркуляции, т.е.

Б "=" мю о я о грех ю т 2 π р
в азимутальном направлении. Однако это означает игнорирование ϵ о Е т часть расширения Максвелла, которая в первую очередь отвечает за электромагнитные волны.

Я пытался вывести волновое уравнение из законов Максвелла, но так как оно не в свободном пространстве и там ненулевая плотность тока, то застрял на

2 Е "=" мю о ϵ 0 2 Е т 2 + мю 0 Дж т

Любая помощь?

Разве это не делается в каждом учебнике или трактовке электродинамики?

Ответы (1)

Дж отличен от нуля на проводе, но ноль везде. Итак, у вас есть волновое уравнение.

Для вычисления полей их можно получить из запаздывающих потенциалов:

А ( р , т ) "=" мю 0 4 π Дж ( р , т р ) | р р | д р
В ( р , т ) "=" 1 4 π ϵ 0 р ( р , т р ) | р р | д р
где т р т | р р | / с это запаздывающее время. Окончательно,
Б "=" × А
Е "=" В А т