Warum schwingen elektromagnetische Wellen?

Elektromagnetische Wellen werden durch Veränderung (zeitvariabler) elektrischer und/oder magnetischer Felder erzeugt. Es ist falsch, sich ein elektrisches Feld vorzustellen, das sich in eine Richtung ausdehnt, dann ein Teilchen oder etwas anderes, das es zurückzieht und es zwingt, sich in eine andere Richtung zu bewegen.

Dieses Beispiel ist angemessener, nehmen Sie Radiowellen, diese werden durch schnelle Beschleunigung von Ladungen über einen starken elektrischen Wechselstrom in einer Antenne/einem Leiter ausgesendet. Die schnelle Beschleunigung von Elektronen, dh Wechselstrom, induziert in einiger Entfernung ein zeitabhängiges Magnetfeld, ein sich änderndes Magnetfeld hat die Eigenschaft, ein elektrisches Feld zu induzieren, da sich die Größe des Magnetfelds mit der Zeit ändert, ändert sich auch der Wert des elektrischen Felds, der Prozess wiederholt und die Welle breitet sich aus, indem sie nacheinander Wechselfelder erzeugen.

Diese Autarkie elektromagnetischer Wellen ermöglicht es ihnen auch, sich ohne fühlbares Medium im Vakuum auszubreiten. Es wäre außerdem einfacher, die Ausbreitung wahrzunehmen, wenn Sie sich kein Elektron oder andere Teilchen vorstellen, die sich in irgendeinem Medium bewegen, da dies in Wirklichkeit nicht der Fall ist, sondern sich nur eine Variation in der Zeit und nicht im Raum vorstellen .

Erklärung wie von Kommentaren verlangt: Wenn ich sage, die Felder erzeugen sich nacheinander , meine ich nicht , dass ein Feld zusammenbricht und das andere bildet! Ich bezog mich auf das Kontinuum der Erzeugung von Feldern nacheinander und darauf, dass jedes Feld eine Ursache für das andere ist.

Das ist eine ausgezeichnete Frage! Ich denke, die allgemeine Verwirrung ergibt sich aus Beschreibungen des EM-Phänomens auf einer Vielzahl von Verständnisebenen gleichzeitig, jede mit unterstützender Semantik.

In der Quantenfeldtheorie auf niedriger Ebene gibt es Korrelationen (in 4D) im Photonenfeld zwischen elektrisch geladenen Fermionen (wie Elektronen und Quarks), und diese werden immer von etwas ausgesendet und empfangen. Ich zögere, die Worte "virtuelle Photonen" zu verwenden, aber hier kommt diese Terminologie her.

Wenn der Abstand zwischen Quelle und Empfänger aufgrund von Interferenzen groß ist, sieht der einzige überlebende Beitrag dieser (wenn sie von der richtigen Quelle kombiniert werden, siehe unten) wie die Verteilung eines klassischen „Photons“ mit einer Wellenlänge/Frequenz mit der Geschwindigkeit aus Licht und so. Wenn Sie stattdessen sehr genau hinsehen, werden Sie viele andere seltsame Feldkorrelationen zwischen geladenen Fermionen sehen, die definitiv nicht schön und oszillierend aussehen (und sich auch nicht mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten).

Man könnte also sagen, dass die „E/B-Felder, die sich vermischen und einander erschaffen“ oder die federnden Analogien nützliche Möglichkeiten sind, Mathematik zu interpretieren, die wirklich aus Ereignissen entsteht, von denen grundsätzlich verstanden wird, dass sie auf einer detaillierteren Ebene funktionieren.

Um einen anderen Teil Ihrer Frage zu klären - "was schwingt" - lautet die Antwort, dass die Quantenamplitude zum Aussenden der Feldkorrelationen, die das "Photon" aufbauen, an der Quelle oszilliert und dies das Ziel beeinflusst. Es gibt nichts „dazwischen“, was schwingt.

Es ist fair zu fragen, "warum oszilliert die Quellenamplitude überhaupt", aber dies hat viele Antworten und erfordert möglicherweise wirklich eine spezifischere Frage. Denken Sie grob an Feldkonfigurationen von Fermionen (Elektronen), die selbst oszillatorischer Natur sind.

Seien Sie vorsichtig, wenn Sie die Ansichtsebenen mischen. Die verschiedenen Teile der Physik, die Sie betrachten, müssen auf kompatible Weise beschrieben werden, wenn Sie nach Intuition suchen.

Mein Verständnis des Welleneffekts ist, dass die Welle nur eine Darstellung eines 360 ° -Felds ist, betrachten Sie die Ladung, die sich auf einem dreidimensionalen Diagramm bewegt. Die geladene Welle dreht sich um die Fahrtrichtung. Das heißt. Die Welle dreht sich in zwei Achsen, da die Richtung der Gesamtbewegung die dritte Achse ist. Die Darstellung der a-Zeichenwelle ist die Ansicht des Partikels, wie es sich auf Sie zu oder von Ihnen weg bewegt. Also ein schneller Anstieg und eine langsamere Krümmung, wenn es seinen Scheitelpunkt erreicht und dann passiert, dann ein schneller Rückgang.

Nun zum Mechanismus des Spins, der dem krafttragenden Teilchen verliehen wurde. Die beste Erklärung, die ich kenne, ist, dass Sie, wenn Sie Energie auf ein Teilchen anwenden, seine Bestandteile anregen. Die Ladung dieser elementaren Komponenten bewegt sich schneller, wenn sie erhöht wird. Die Wechselwirkung der einzelnen Komponenten löst eine Wechselwirkung aus, die auf die Einheit als Ganzes übertragen wird und dem gesamten Partikel eine Drehrichtung gibt. Das Teilchen bewegt sich also von der Energiequelle weg, und gemäß der Erhaltung des Drehimpulses folgt der übertragene Anfangsspin dieser Bewegungsrichtung um eine Mittelachse, die direkt proportional zu der Energiemenge ist, die dem Teilchen durch die Energiequelle zugeführt wird. Das heißt, die Ladungsmenge steht in direktem Zusammenhang mit dem Abstand des Spins um die Mittelachse,

Hoffe, das war klar, und noch einmal. Dies ist mein Verständnis des gesamten Prozesses. Wenn jemand es besser erklären kann, bin ich für jeden Beitrag dankbar.

Allgemein nach meinem Verständnis. Eine EM-Welle wird wie folgt erzeugt

Stellen Sie sich ein Stück Draht mit den Punkten A bis B vor, das so platziert ist A-----B, wenn Sie einen Wechselstrom durchlassen (Spannung +v 0 -v)

Emission einer elektrischen Welle.

E1: Nehmen wir an, für den Spitzenwert der negativen Spannung konzentriert sich das Elektron auf einer Seite des Drahts, sagen wir, am Ende des Drahts, dh bei B, aufgrund der ungleichmäßigen Ladungsverteilung, gibt es ein maximales elektrisches Feld, das von A nach B ausgeht, lassen Sie uns dies angeben Max-Feld ist ein +-Peak der elektrischen Welle.

E2: Sagen wir, für den Spitzenwert der positiven Spannung konzentriert sich das Elektron auf der anderen Seite des Drahtes, sagen wir, es am Ende des Drahtes, dh bei A, aufgrund der ungleichmäßigen Ladungsverteilung, es gibt ein maximales elektrisches Feld, das von B nach A ausgeht, lassen Sie uns dies angeben maximales Feld, um a zu sein - Spitze der elektrischen Welle.

E3: Wenn die Spannung 0 beträgt, existiert kein elektrisches Feld. das Elektron darf nirgendwo besonders konzentriert sein. Es gibt also keine Polarität, also ist das Feld 0.

Emission magnetischer Wellen. (Angenommen, Sie wissen, wie ein Magnetfeldeffekt beobachtet wird, wenn sich ein Elektron bewegt, wenn nicht, googeln Sie es einfach. Es ist ein umfangreiches Thema, das hier behandelt werden muss.)

H1: Sagen wir für den Spitzenwert der negativen Spannung konzentriert sich das Elektron auf einer Seite des Drahtes, sagen wir es am Ende des Drahtes, dh bei B, dh das Elektronenmoment beginnt gerade auf der anderen Seite, dh die Elektronengeschwindigkeit ist an dieser Stelle minimal so gibt es ein minimales Magnetfeld und ein maximales E1 (wie oben angegeben)

H2: Sagen wir für den Spitzenwert der positiven Spannung konzentriert sich das Elektron auf der anderen Seite des Drahtes, sagen wir es am Ende des Drahtes, dh bei A, dh hier beginnt auch das Elektronenmoment gerade am anderen Ende, hier ist auch die Elektronengeschwindigkeit min an diesem Punkt, also gibt es ein minimales Magnetfeld und ein maximales E2 (wie oben angegeben)

H3: Nehmen wir an, für eine Spannung dazwischen hat das Elektron im Draht eine beträchtliche Geschwindigkeit, dh es fließt eine beträchtliche Menge an maximalem Strom. somit entsteht aufgrund dieser Bewegung des Elektrons ein Magnetfeldmaximum . dh hier existiert das Feld auch bei geringerer Elektronengeschwindigkeit, wird aber maximal, da der Strom maximal ist. hier ist das elektrische Feld 0.

Hier ist das erzeugte Magnetfeld wie die Finger Ihrer linken Hand. dh wenn Sie den Daumen in Richtung des Elektronenmoments platzieren, dh wenn sich das Elektron von B nach A bewegt, drehen sich die Finger gegen den Uhrzeigersinn und es ist die Richtung des Feldes um den Draht, sagen wir diese Richtung als + Spitzenwert des Feldes und für einen anderen Moment, dh Von A nach B erhalten Sie eine Richtung im Uhrzeigersinn, sagen wir mal -ve Spitze des H-Feldes

Dieser bestimmte Punkt des maximalen Feldes tritt im Allgemeinen bei einer Phase von genau 90 Grad zu der des elektrischen Feldes auf, dh die H-Feldvariation ist in Phase mit der Stromphase und die des elektrischen Feldes ist in Phase der Spannungsphase.

im Raum ist dieser Schnitt von elektrischen und magnetischen Feldern auch 90 Grad zueinander, dh wie L-Form '_' -> elektrisches Feld '|' -> magnetisches Feld dh magnetisches Feld schneidet elektrisches Feld genau senkrecht dazu ..

Wenn dieses gesamte Bild für einen bestimmten Wechselstromeingang in Zeitphase und Raumquadratur gehalten wird, können Sie das Bild der Schwingungen der Felder erhalten. hoffe das hilft dir :)

Beim absoluten Nullpunkt gibt es kein KE von Teilchen in einem Körper, aber bei einer Temperatur > 0 K ändert sich das Bild, da Teilchen beginnen, um ihre Position zu schwingen. Da wir wissen, dass es überall um uns herum geladene Teilchen gibt, beginnen sie zu oszillieren und oszillierende Ladungen erzeugen Magnetfelder und diese Magnetfelder sind Sinusfunktionen, also ändern sie sich auch, was zu oszillierenden elektrischen Feldern auch in Sinuswellenfunktion führt. Daher wird ein EMW gebildet.

Tolle Frage! Hier ist die einfache Erklärung, warum elektromagnetische Wellen schwingen.

Wie Sie wahrscheinlich bereits wissen, werden elektromagnetische Wellen durch sich bewegende Elektronen erzeugt. Ein Elektron erzeugt ein elektrisches Feld. Ein sich bewegendes Elektron erzeugt ein Magnetfeld. Diese kombinierten elektrischen und magnetischen Wellen verstärken sich gegenseitig und erzeugen eine elektromagnetische Welle.

Was bringt die elektromagnetischen Wellen zum Schwingen? Die Antwort ist einfach. Das liegt daran, dass die Materie selbst aus Atomen besteht, die in jeder Materie in ständiger Bewegung sind. Alle Materie besteht aus Atomen in Bewegung und diese Atome wiederum bestehen aus positiv geladenen Protonen, die von einer Wolke aus negativ geladenen Elektronen umgeben sind. Die schwingende Bewegung der Atome bringt die Elektronenwolke zum Schwingen und diese Schwingung erzeugt elektromagnetische Strahlung.

Da alle Materie Elektronen enthält und alle diese Elektronen in Bewegung sind, erzeugt jede Materie elektromagnetische Wellen.

Da sich alle elektromagnetischen Strahlungen mit derselben Geschwindigkeit ausbreiten, hängt die Frequenz und Wellenlänge der erzeugten Strahlung von der Frequenz der oszillierenden Elektronenwolke ab. Somit erzeugen kühle Objekte (z. B. solche mit Raumtemperatur) im Durchschnitt langwellige (niederfrequente) Strahlung, während heiße Objekte (wie die Sonne) kurzwellige (hochfrequente) Strahlung erzeugen.

Ich hoffe das hilft.

Ich weiß nicht, was der Autor der Frage denkt, aber niemand hat seine Frage beantwortet. Er fragt, warum die elektromagnetische Welle schwingt, die Antworten erklären, dass diese Schwingungen durch die Schwingungen anderer Teilchen induziert werden, aber warum schwingt dann die erste Quelle, die Schwingungen aussendet? Ich möchte hinzufügen: Warum müssen alle Teilchen auch Wellen sein?

Zuallererst Wenn Sie Licht als klassische Welle denken, können Sie es sich nicht als Photon (Teilchen) vorstellen. Licht hat einen doppelten Charakter, sowohl Welle als auch Teilchen, und welcher Charakter zu uns kommt, hängt von unserem Experiment ab tun. Wenn wir nun Licht als Welle betrachten, dann ist es eine spezielle Art von Welle, die als elektromagnetische Welle bezeichnet wird und sich stark von einer mechanischen Welle unterscheidet (in der ein physikalisches Teilchen schwingt). In diesem Fall ändert sich das elektrische Feld sinusförmig und aufgrund dieser Änderung des elektrischen Felds wird ein sinusförmig variierendes Magnetfeld erzeugt (gemäß dem Maxwell-Gesetz oder genauer gesagt dem Faraday-Gesetz der elektromagnetischen Induktion). Letztendlich ist diese EM-Welle also nur die sinusförmig variierenden elektrischen und magnetischen Felder der Raumzeit, nicht zu verwechseln mit klassischem SHO. Danke

Ladungen, die auf einem Leiter schwingen, erzeugen EM-Wellen. EM-Wellen können auch erzeugt werden, wenn geladene Teilchen aus Zuständen mit hohem elektrischem Potential in Zustände mit niedrigerem elektrischem Potential fallen, ähnlich wie ein Stein fällt. Wenn Sie die Welle detektieren, fangen Sie Photonen ein.