Enostavni elektromagnetni val se širi vzdolž (črne) osi z in je sestavljen iz električnega in magnetnega polja. Električno polje je ponazorjeno z rdečimi črticami,magnetno polje pa je obarvano modro. Dolžina vsake od črtic predstavlja velikost vektorja.
|
|
Animacija prikazuje enostavni elektromagnetni val, ki se širi vzdolž (črne) osi z (v smeri potovanja) in je sestavljen iz električnega in magnetnega polja. Ko val potuje v pozitivni smeri glede na os z, lahko polji opišemo z enačbama:
Ex = Eo sin (k z - ω t), Ey = 0, Ez = 0,
Bx = 0, By = Bo sin (k z - ω t), and Bz = 0,
kjer je Eo = c Bo in c hitrost svetlobe (v enotah m/s).
Električno polje je ponazorjeno z rdečimi črticami, magnetno polje pa je obarvano modro. Dolžina vsake od črtic predstavlja velikost vektorja E oziroma B. Čeprav na črticah niso narisane puščice, predstavlja vsaka vektor, katerega smer kaže od osi z (in to vzdolž celotne osi). Z vlečenjem miške levo-desno boš obračal koordinatni sistem okoli osi z. (Os x je modre, os y pa rdeče barve). Z vlečenjem miške gor ali dol boš spreminjal pogled na ravnino xy.
Mnogi napačno razumejo animacijo in mislijo, da se polje razširja v x in y smeri podobno kot pri valu na vrvi. Z drugimi besedami, mislijo, da se polje razširja le do končne razdalje v ravnini xy (podobno kot pri valovanju na vrvi). V resnici govorimo le o intenziteti polja v različnih točkah osi z. Pri potovanju v smeri osi z je pri ravnem elektromagnetnem valu polje enakomerno razširjeno po celotni ravnini xy. Če želiš razjasniti ta pomembni koncept, lahko obnoviš predstavitev polja, ki ga najdeš v Predstavitvi 32.3.
V animaciji so v točkah vzdolž osi x vektorji jakosti električnega polja in magnetne poljske gostote po dolžini enaki. To je nekoliko popačen prikaz. Električno in magnetno polje se merita v različnih enotah, tako da so resnične vrednosti različne. Vendar je energija, ki jo nosi električno polje, enaka energiji, ki jo nosi magnetno polje. Zato so v večini učbenikov vektorji narisani tako, da so enakih dolžin.
Ta razlaga prinaša tudi pomembno odvisnost med električnim in magnetnim poljem. Polji E in B elektromagnetnega valovanja sta v fazi. Ker eno polje pogojuje drugo, obravnavamo le eno polje, običajno izberemo E.
In končno, tu je še povezava med E in B ter smerjo razširjanja. Smer potovanja je določena z vektorskim produktom E x B. Z drugimi besedami, polji E in B sta med seboj pravokotni, smer razširjanja je podana s pravilom desne roke. S pregledom obeh animacij poskusi razumeti to povezavo.