Почему магнитные поля намного слабее электрических?

В ЭМ излучении магнитное поле 3 * 10 8 раз меньше электрического поля, но можно ли сказать, что оно «слабее». Эти поля имеют разные единицы измерения, поэтому я не думаю, что их можно сравнивать, но даже в этом случае кажется, что мы взаимодействуем только с электрическим полем электромагнитного излучения, а не с магнитным полем. Почему это?

Обратите внимание, что в системе единиц Гаусса Е а также Б разделить один и тот же блок .
Обратите внимание, что хотя поля могут в каком-то смысле иметь одинаковую величину, магнитная сила слабее в раз. в / с .
Имейте в виду также слабость поля электрического диполя. Магнитное поле, которое мы наблюдаем от магнитов, является полем диполя, поэтому оно, безусловно, будет слабее, чем прямое поле полюса, которое действует в атомах и т. д. Ведущую роль играет потенциал электрического поля.
Таким образом, когда электромагнитная волна падает на атом, она часто будет видеть полюса электронов, тогда как магнитная волна может взаимодействовать только с магнитными диполями атомов и т. д., которые намного слабее. Вот почему электрическая более важна, хотя переносимая энергия та же самая, как утверждает Йоханнес.
Вероятно, это выбор природы, т.к. 0,1 T сильно влияет на жизнь, тогда как мы нормальные в 200 В/м по солнцу.
@annav, однако в случае с электромагнитной волной у нас на самом деле нет дипольного поля ... не так ли?
@ Jus12 Конечно, нет, поэтому сила E и B эквивалентна hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Waves/emwv.html см.

Ответы (2)

Как вы уже указали, необходимо учитывать физические единицы. При работе в единицах СИ отношение напряженности электрического поля к напряженности магнитного поля в ЭМ излучении равно 299 792 458 м/с, скорости света с .

Однако числовое значение для с зависит от используемых единиц. При работе в единицах, в которых скорость света с знак равно 1 , можно было бы заключить, что оба поля равны по величине.

Лучший способ взглянуть на это — рассмотреть энергию, переносимую электромагнитной волной. Получается, что энергия, связанная с электрическим полем, равна энергии, связанной с магнитным полем. Итак, с точки зрения энергий электрические и магнитные поля равны.

Это прекрасно, мне также было интересно, имеют ли они одинаковую энергию. Спасибо!
Взгляд на это с точки зрения энергий может ввести в заблуждение, иногда совсем немного. Если заставить заряженную частицу колебаться под действием электрического и магнитного полей плоской волны, то электрическая составляющая силы Лоренца будет значительно больше, чем магнитная.
Конечно, @Emilio прав, но интересно, что размер разницы в силах зависит от массы частицы, а не от ее заряда. Если бы мы представили пробную частицу с очень малой массой — скажем, заряженное нейтрино (!) — тогда разница стала бы намного меньше.
Так можно ли с уверенностью сказать, что энергия более плотно упакована в магнитном компоненте?
Нет, @Jus12, это неверное утверждение. Вы можете делать операторы сравнения только при выражении Е- и В-компонентов в одних и тех же единицах измерения. Если вы сделаете это, вы сделаете вывод, что оба компонента содержат одинаковую энергию.
@Johannes не полная энергия, а энергия на единицу объема

Это причуда единиц: обратите внимание, что преобразование между ними является многомерным и имеет значение 3 × 10 8 м / с , то есть скорость света. В системе СГС оба поля имеют одинаковые единицы измерения, а квадрат поля — это плотность энергии.

В единицах СИ плотность энергии для конфигурации полей определяется выражением

г U г В знак равно 1 2 ( ϵ 0 Е 2 + 1 мю 0 Б 2 ) знак равно ϵ 0 2 ( Е 2 + с 2 Б 2 )
что говорит вам о том, что, учитывая коэффициент напряженности поля с вы рассчитали для электромагнитных волн, энергия электромагнитной волны делится поровну между ее электрической и магнитной составляющими.

Обычно мы склонны думать о взаимодействии между электромагнитными волнами и материалами с точки зрения составляющей электрического поля, но это предубеждение, поскольку освобождать свободные электрические заряды относительно легко, а магнитные взаимодействия происходят только второго порядка. Проведите некоторое время с людьми, размышляющими о физике плазмы, или подумайте о поведении цикла обращения магнитного поля Солнца, чтобы увидеть совсем другую перспективу.

Почему магнитные поля намного слабее электрических?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v