12 votos

¿Es la dirección del campo eléctrico en relación con el campo magnético en una onda electromagnética una convención?

En una onda electromagnética.

Onda EM

¿Podría el campo magnético ser reflejado alrededor del plano xy? ¿Hay alguna razón específica por la que los 2 campos estén orientados de esta manera? ¿Es sólo una convención?

18voto

Luke Burns Puntos 161

Si usted fuera a invertir la dirección del campo magnético en la imagen de arriba, sería describir la luz que se propaga en la dirección opuesta-así que no, de esta manera, su dirección no es una convención.

Sin embargo, es importante tener en cuenta que la dirección del campo magnético es una convención en un nivel más fundamental. Representa una orientada al plano perpendicular a su dirección a través de una orientación de la regla. Si todos decidimos el uso de la "izquierda de la regla de la mano" en lugar de la regla de la mano derecha para el producto vectorial, entonces el campo magnético se apunte en la dirección opuesta. Es un bivector, o un pseudovector, de campo.

El campo eléctrico es un verdadero campo de vectores. Al menos en las tres dimensiones de la descripción, que es en sí mismo una (muy buena) de la convención, siempre y cuando reconocemos que esta imagen depende de nuestro marco de referencia.

En las cuatro dimensiones de la imagen, los campos eléctricos y magnéticos pueden ser entendidos como una sola bivector campo, de tal manera que una elección del marco de referencia que determina una división de este bivector en independiente "timelike" (eléctrico) y "spacelike" (magnético) de los aviones.

Que puede ser más de lo que originalmente estaba buscando, pero creo que esta pregunta se hace para un buen punto de entrada para muchas de las otras opciones de representación que nos hacemos en la física.

9voto

Guye Incognito Puntos 106

La dirección de los campos de una onda electromagnética no es convencional, sino que es determinado por las ecuaciones de Maxwell. Para el caso particular de un avión de la onda electromagnética de frecuencia angular $\omega$ en el vacío, que puede ser representado por la imagen que has publicado, las ecuaciones de Maxwell requieren que el vector de onda $\boldsymbol{k}$, el campo eléctrico $\boldsymbol{E}$ y la densidad de flujo magnético $\boldsymbol{B}$ obedecer las relaciones (el punto representa el producto escalar y la cruz el vector producto)

$$\begin{align}&\boldsymbol{k}\cdot \boldsymbol{E} = 0, \\ &\boldsymbol{k}\cdot \boldsymbol{B} = 0, \\ & \boldsymbol{B}=\frac{1}{\omega}\boldsymbol{k}\times \boldsymbol{E}.\end{align}$$

Esto significa que $\boldsymbol{k}$, $\boldsymbol{E}$ e $\boldsymbol{B}$ son tres vectores ortogonales y que la dirección de uno de ellos está determinada por los otros dos. Por lo tanto, no, no puede reflejar el campo magnético en la imagen.

Tenga en cuenta que si fuera posible espejo solo el campo magnético, entonces, por superposición, usted sería capaz de construir una ola de tener un valor distinto de cero de un campo eléctrico, pero cero campo magnético.

5voto

alex9183 Puntos 75

Las flechas apuntan en la "positivo" de la dirección de los campos. Que la dirección es "positivo" es arbitraria (se puede decir que el "positivo" de la dirección de un campo eléctrico en la dirección en la que el potencial eléctrico de la energía para una partícula cargada positivamente es cada vez mayor, pero ¿qué cargo es "positivo", es en sí una convención). Por otra parte, los convenios son elegidos de forma independiente. Sin embargo, una vez que los convenios son elegidos, las direcciones de los campos para una onda electromagnética son fijos. Así que si usted se está preguntando si los convenios se podría haber elegido tal que el campo magnético sería invertida, la respuesta es "sí". Si usted está preguntando si podemos cambiar el campo magnético, sin afectar a ninguno de los otros convenios en la física, la respuesta es "no".

3voto

KR136 Puntos 46

B se define por la expresión de la fuerza de Lorentz. En covariante de notación, esto se escribe como $f^\nu = j_\mu F^{\mu\nu}$, donde

${\displaystyle F^{\mu \nu }={\begin{bmatrix}0&-E_{x}/c&-E_{y}/c&-E_{z}/c\\E_{x}/c&0&-B_{z}&B_{y}\\E_{y}/c&B_{z}&0&-B_{x}\\E_{z}/c&-B_{y}&B_{x}&0\end{bmatrix}}.} $

Uno puede ver esto como la definición de la fuerza de Lorentz como $\vec f = q \vec E + q \vec v \times \vec B$, así como el $\vec E$ e $\vec B$.

Nadie puede reemplazar B por B, o E -E. Esto sería inútil como el medibles de las cantidades físicas, tales como las fuerzas y las energías no iba a cambiar. Los alumnos deberían aprender engorroso definiciones como "$\vec E$ es el opuesto de la fuerza por cobrar".

-5voto

Guest Puntos 1

Los electrones en una antena de varilla, de una aceleración en una dirección, todos emiten fotones con el mismo giro de su campo eléctrico y magnético de los componentes. Esto es obvio, ya que las antenas receptoras podría ser hecho de una vara para recibir el cambio de campo eléctrico o podría ser de un anillo (disponible en la wiki alemana sólo) para recibir el campo magnético. Si se acelera en la misma dirección de los electrones habría girar en sentido horario y en sentido anti horario sería de no ser capaz de utilizar el componente magnético (porque ambas variaciones se cancelan unos con otros).

No estoy seguro, pero creo que los protones y los positrones se tiene el espín opuesto a los electrones y los antiprotones. La clarificación de los especialistas será agradable.

i-Ciencias.com

I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.

Powered by: