Mıknatıs Alanı ve Elektrik alanı gösterimi görüntüsü yanlış anlaşılma

Question

Mıknatıs alanı vs Elektrik alanı hakkında internette bulduğum benzer görseller hakkında bir sorum var.

Manyetik alanlar değiştirilerek elektrik alanlar oluşturulmalıdır.

Soru: Neden bu ve benzeri görüntülerde Manyetik alanın en büyük değeri Elektrik alanın en büyük değerine karşılık gelir?

Soruyorum, çünkü değişen Manyetik alan, Manyetik alanın maksimum genliğinde yok, bu nedenle Elektrik alan sıfır olmalıdır. Ve Elektrik alanın maksimum değeri, Manyetik alanın değişiminin maksimum olduğu noktada, sıfır değerinde olmalıdır.

Benim için Elektrik alan Manyetik alanın türevidir.

Bence Elektrik alanı, radyasyonun yayılma yönü boyunca Manyetik alana göre 90 derece kaydırılmalıdır.

Mıknatısta elektrik alanı (voltaj) oluşturmak ve bakır bobini hareket ettirmek gibi: daha hızlı hareketler - daha büyük voltaj (akım).

Benzer bir soru buldum ama benim için bir cevap yok. EM Dalgalar, Bükülmeler ve Elektrik ve Manyetik Alanların etkileşimi

Şimdiden teşekkür ederim.

Answer 1

Bu mümkündür, çünkü elektrik alanı, manyetik alanın değişim hızı ile doğru orantılı değildir (ve tersi). Aksine, elektrik alanın kıvrılması, manyetik alanın değişim hızıyla orantılıdır:$$\nabla \times \mathbf{E}=-\frac{\partial \mathbf{B}}{\partial t}$$ $$\nabla \times \mathbf{B}=\frac{1}{c^2}\frac{\partial \mathbf{E}}{\partial t}$$ (kaynak içermeyen bir bölgede).

Düzenle Curl tanımını kullanarak, rotasyonelin rotasyonunu bulabiliriz.$E$ ve $B$ yayınladığınız görselde: $$\nabla\times \mathbf{E}=\frac{\partial E_z}{\partial y}\hat{\mathbf{x}} \text{, and } \nabla\times \mathbf{B}=-\frac{\partial B_x}{\partial y}\hat{\mathbf{z}}.$$Unutulmaması gereken bir şey daha var: Resminiz zaman içinde farklılıklar göstermiyor. Bu, bir andaki alanın anlık görüntüsüdür, bu nedenle alanların zamana göre değişim oranını gösterecek hiçbir şey yoktur.

Answer 2

Birbirini oluşturan elektrik ve manyetik alanlar hakkındaki geleneksel bilgelik, bir dereceye kadar tamamen yanlıştır (ama yine de, çok derinlemesine düşünmezseniz yararlıdır).

Jefimenko'nun Denklemleri olarak bilinen elektromanyetizma formülasyonuna bakarsanız:

$${\bf E}({\bf r}, t)=\frac 1 {4\pi\epsilon_0}\int\Big[ \frac{{\bf r}-{\bf r}'}{|{\bf r}-{\bf r}'|^3}\rho({\bf r}',t_r)+ \frac{{\bf r}-{\bf r}'}{|{\bf r}-{\bf r}'|^2}\frac 1 c\frac{\partial\rho({\bf r}',t_r)}{\partial t}- \frac 1 {|{\bf r}-{\bf r}'|}\frac 1 {c^2}\frac{\partial{\bf J}({\bf r}',t_r)}{\partial t} \Big]d^3{\bf r}'$$

$${\bf B}({\bf r}, t)=-\frac {\mu_0} {4\pi}\int\Big[ \frac{{\bf r}-{\bf r}'}{|{\bf r}-{\bf r}'|^3}\times {\bf J}({\bf r}',t_r)+ \frac{{\bf r}-{\bf r}'}{|{\bf r}-{\bf r}'|^2}\times \frac 1 c\frac{\partial{\bf J}({\bf r}',t_r)}{\partial t} \Big]d^3{\bf r}'$$

elektrik alanı oluşturan tek şeyi şurada göreceksiniz: ${\bf r}, t$ yük yoğunluğu, değişen yük yoğunluğu ve değişen akım ve hepsi farklı bir yerde meydana geliyor, ${\bf r}'$, geçmişte:

$$t_r = t-\frac {|{\bf r}-{\bf r}'|} c $$

Aynı şekilde, manyetik alan akımdan ve değişen akımdan kaynaklanır.

Sadece dinamik elektrik ve manyetik alan o kadar uzakta üretiliyor ki, kaynaklar milyonlarca ışık yılı uzakta, milyonlarca yıl önce varolsa bile, birinin zaman türevi diğerinin kıvrımıyla orantılı.

Düzlem dalgasında ( $z$-direction), bunun anlamı:

$$ \frac{\partial {\bf E}}{\partial t} \propto \frac{\partial {\bf B}}{\partial z}$$

ve

$$ \frac{\partial {\bf B}}{\partial t} \propto \frac{\partial {\bf E}}{\partial z}$$

Yani, eş fazlıdırlar.