Почему E и B синфазны?

В простой плоской волне в вакууме без дисперсии уравнения Максвелла связывают амплитуды E и B соотношением |B| = |E|/c, и для синусоидальных решений они имеют одинаковую гармоническую фазу.

Это то же самое, что симулятор излучения диполя?

Нет: на странице диполя показана угловая диаграмма излучения в дальней зоне. Здесь поля идеализированы как однородные на каждом срезе по x и y — это бегущая плоская ТЕМ-волна.

Плоская ЭМ волна (вакуум)

E ⊥ B ⊥ k: синусоидальные поля sin(kz−ωt), вектор Пойнтинга направлен вдоль z; ω = ck (c = 1).

Графики

О модели

Изображена однородная плоская волна в вакууме с вектором E, направленным вдоль x̂, и вектором B, направленным вдоль ŷ, распространяющаяся вдоль +ẑ, так что E ⊥ B, и оба перпендикулярны волновому вектору k. Поля имеют одинаковую синусоидальную фазу kz − ωt, где ω = ck; в симуляции c ≡ 1, поэтому ω = k. Символы ⊗/⊙ обозначают направление вектора B внутрь/наружу плоскости x–z; плотность потока энергии (вектор Пойнтинга) показана вдоль оси z.

Для кого: Вводный курс электромагнетизма после изучения волн Максвелла; для сравнения со статическими кулоновскими полями и диаграммами излучения диполя.

Ключевые понятия

плоская волна
вектор Пойнтинга
поперечная электромагнитная волна (ТЕМ)
фазовая скорость волны
скорость волны

Как это работает

Поперечная электромагнитная плоская волна: E направлено вдоль x̂, B вдоль ŷ, и оба перпендикулярны направлению распространения ẑ. Поток энергии S ∝ E × B направлен вдоль +z. Это бегущая картина поля, а не статическое поле одиночного заряда.

Основные формулы

E = E₀ sin(kz − ωt) x̂ , B = (E₀/c) sin(kz − ωt) ŷ

k = 2π/λ , ω = ck , c = 1 (sim)

S = (1/μ₀) E × B ∥ ẑ

Часто задаваемые вопросы

Почему E и B синфазны?: В простой плоской волне в вакууме без дисперсии уравнения Максвелла связывают амплитуды E и B соотношением |B| = |E|/c, и для синусоидальных решений они имеют одинаковую гармоническую фазу.
Это то же самое, что симулятор излучения диполя?: Нет: на странице диполя показана угловая диаграмма излучения в дальней зоне. Здесь поля идеализированы как однородные на каждом срезе по x и y — это бегущая плоская ТЕМ-волна.

Продолжите с близкими темами в этой категории — или все 65 в «Электричество и магнетизм».

Вся категория →

НовоеШкольные

Диаграмма направленности диполя

Запустить симулятор

Усреднённая по времени мощность ∝ sin² θ в плоскости, содержащей ось диполя (схематичное изображение дальней зоны).

НовоеШкольные

Rotating Dipole E-field

Запустить симулятор

±q orbit in the plane: Coulomb superposition arrows — near-field sketch before full radiation.

НовоеШкольные

Диаграмма направленности полуволнового диполя (λ/2)

Запустить симулятор

Дальняя E-плоскость тонкого центрально питаемого диполя длиной λ/2: мощность ∝ [cos(½π cos θ)/sin θ]², КУ D ≈ 1,64 (~2,15 дБи); опционально пунктир — короткий диполь sin² θ.

НовоеУниверситет / научные