なぜ電磁波がアンテナから離れるのですか？

Question

アンテナがどのように機能するかについてのほとんどの説明では、アンテナの電界のねじれが一点で出会って外れると言われています...これが起こる理由を調べましたが、得られたのは電磁波がポインティングベクトルの方向。

だから私は2つの質問があります：

1. なぜ電界がアンテナから離れて伝播するのですか？

2. それはポインティングベクトルによって説明できますか？

Answer 1

マクスウェルの方程式の構築は長く、光がそれらによって予測された電磁波であるという実験的確認には時間がかかりました。実験的観測から定義された「法則」、つまり公理的下層として定義された関係があり、方程式が一貫しているように見え、その解の一部として電磁波を与え、最終的には当時の光観測に適合しました。また、アンテナからの古典的な電磁波を数学的に説明します。

古典電磁気学では、変化する電流が電磁波を生成します。一定速度で移動する電荷は電荷の流れであり、加速された荷電粒子は変化する電流であるため、方程式に従って電磁波を放出する必要があります。これが、電流を変えることによるアンテナの仕組みです。当時、現在のキャリアは仮説でした。

セットアップに応じて、それらが電子と陽イオンであることがわかりました。量子力学的レベルでは、電子の速度の変化は、エネルギーを放棄するかエネルギーを放射するフィールドとの相互作用を意味し、加速された電子が光子を放射する確率に関するQMの正確な計算があります。物理学の理論には連続性があり、光子の合流がマクスウェル方程式の古典的な電磁波を構築することを数学的に示すことができます。

Answer 2

「電界は、単純な静電界ではなく、アンテナ内の加速された電子によって生成される横波であるため、アンテナから分離します」。加速された荷電粒子は、そのような伝播する電場の波を作り出します。

ポインティングベクトルはEMエネルギーフローの尺度であり、それ自体では電界の動作を説明しません。マクスウェルの方程式（および境界条件）はそれを説明しています。