25. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ

В случае когда ? (напряженность электрического поля) и B (индукция магнитного поля) зависят только от времени и координаты x, они имеют вид

?= ?_m cos (?t – kx),

B = B_m cos (?t – kx),

где ?_m и B_m – амплитуды напряженности электрического и индукции магнитного полей соответственно; ? = 2?/T – частота колебаний (T – период колебаний); k = 2?/? – волновое число (? – длина волны).

Из (1) непосредственно следует, что имеет место распространение электромагнитной волны, так как изменения векторов ? и B происходят по закону косинуса, аргумент которого зависит линейно от времени и координаты. Если зафиксировать координату и посмотреть, как изменяется ? со временем, то можно убедиться, что эти изменения происходят по закону косинуса с периодом T (рис. 1, а). А если мгновенно сфотографировать в момент времени t распределение векторов ? и B вдоль координаты x, то можно убедиться, что эти векторы меняются по координате также по закону косинуса с периодом, равным длине волны ? (рис. 1, б).

Электромагнитная волна является поперечной, так как колебания векторов ? и B происходят в направлениях, перпендикулярных направлению распространения, причем эти векторы перпендикулярны друг другу и образуют с вектором скорости v  распространения волны правую винтовую тройку.

Рис. 1. Временная зависимость напряженности электрического поля (а) и координатная зависимость векторов напряженностей электрического и магнитного полей (б)