Об образовании электромагнитной волны

Я занимался выводом уравнения электромагнитных волн и получил эти уравнения

мю ϵ 2 Е т 2 "=" × ( Б т ) "=" × ( × Е ) "=" 2 Е

Затем я попытался физически визуализировать это, представив эту ситуацию. Для 2 Е т 2 чтобы существовать, должно быть ускорение заряда. Когда заряд ускоряется, происходит изменение магнитного поля. × ( Б т ) (если бы заряд не ускорялся, было бы просто постоянное магнитное поле). Поскольку магнитное поле изменяется, оно создает электрическое поле в противоположном направлении (чтобы противодействовать изменению потока магнитного поля). Это снова вызывает изменение магнитного поля, а электрическое поле снова увеличивается в противоположном направлении.

Правильно ли думать об этом таким образом, чтобы получить электромагнитную волну?

Ответы (1)

Что вам нужно понять, так это так называемые, но ошибочно называемые «Уравнения Ефименко» [2], но в том виде, в каком они были написаны Макдональдом [1], см. там его уравнения (4) и (5) в единицах Гаусса и повторенные здесь в Блоки МКС-СИ (аналогичные уравнения ур. 14-33 и 14-36 разработаны в [3]):

Б "=" мю 0 4 π [ Дж ] × н ^ р 2 г Икс + мю 0 4 π 1 с ( [ Дж ˙ ] × н ^ ) р г Икс Е "=" 1 4 π ϵ 0 [ р ] н ^ р 2 г Икс + 1 4 π ϵ 0 1 с ( [ Дж ] н ^ ) н ^ + ( [ Дж ] × н ^ ) × н ^ р 2 г Икс + 1 4 π ϵ 0 1 с 2 ( [ Дж ˙ ] × н ^ ) × н ^ р г Икс

скобки [ ] обозначают отсталые времена, р "=" Икс Икс , н ^ "=" р / р и Дж ˙ "=" Дж / т . Эти уравнения эквивалентны уравнениям Максвелла в однородном веществе. Последний член в обоих уравнениях B и E зависит как 1 / р явно показывающее излучение, вызванное переменным во времени током Дж ˙ в дальней зоне так называемые условия излучения.

Обратите внимание, как поперечность излучаемой волны явно показана

Б [ Дж ˙ ] × н ^ Е ( [ Дж ˙ ] × н ^ ) × н ^
то есть Б , Е , н ^ ортогональны друг другу и направлению распространения в дальней зоне.

[1] Макдональд: «Связь между выражениями для зависящих от времени электромагнитных полей, данными Ефименко и Панофски и Филлипсом», Am. Дж. Физ. 65 (11), ноябрь 1997 г.

[2] https://en.wikipedia.org/wiki/Jefimenko%27s_equations

[3] Панофски, Филлипс: Классическое электричество и магнетизм, 2-е издание, 1962 г.