Wie entstehen die magnetischen Feldlinien in einem elektrischen Dipol (Schritt für Schritt und grafisch)?

Es ist schwierig, sich vorzustellen, was passiert, weil man dies in drei Dimensionen tun und gleichzeitig eine Abfolge von Ereignissen berücksichtigen muss, die im Laufe der Zeit auftreten.

Hier ist ein GIF-Bild, das das elektrische Feld darstellt, das sich von einem Dipol aus bewegt, der in der Mitte blau dargestellt ist.

Der Vorteil dieses Bildes besteht darin, dass Sie die Vorstellung bekommen, dass sich die elektrischen Feldlinien nach außen bewegen, aber auch eine Vorstellung davon, dass es Bereiche gibt, in denen die Größe des elektrischen Felds (E-Feld) hoch ist (Linien nahe beieinander), und Bereiche, in denen das elektrische Feld ist Null (in der Mitte der Schleifen).

Also, wenn Sie in Position sind "$0$Was Sie links erkennen würden, ist eine variierende elektrische Feldstärke, und ich werde Ihnen später zeigen, dass sich das elektrische Feld umkehren würde.
Sie können sich also vielleicht ein sinusförmig variierendes elektrisches Feld vorstellen, das in alle Richtungen ausstrahlt, aber mit einer Stärke, die nach links am größten ist und rechts oder besser noch entlang einer Ebene, die orthogonal zur Achse des Dipols steht - der Dipol ist gerichtet
Beachten Sie, dass es im Bild keine Strahlung nach oben und unten gibt.

Ich habe dein Diagramm kommentiert.

Das erzeugte Magnetfeld ist wie das von einem Draht erzeugte - konzentrische Kreise - aber in diesem Fall ändert sich der Strom, also ändert sich die Stärke des Magnetfelds (B-Feld), und Sie müssen auch daran denken, dass das B-Feld sich ändert ebenso ausfahrend wie das E-Feld.

Wenn der Strom am größten ist (Diagramm 3), ist die Größe des B-Felds am größten und dies fällt mit den Zeiten zusammen, in denen die Größe des E-Felds maximal ist.
Das E-Feld und das B-Feld sind also miteinander in Phase.
Die Felder sind auch gleichzeitig Null.

In Diagramm 5 habe ich eine Magnetfeldlinie eingetragen, die eigentlich ein Kreis wäre, wenn ich das Diagramm dreidimensional zeichnen könnte.

Wichtig zu beachten ist, dass das E-Feld und das B-Feld im rechten Winkel zueinander stehen und das$\vec E \times \vec B$gibt die Richtung an, in die sich die elektromagnetische Welle ausbreitet.

Um fortzufahren, muss ich von Ihrem Diagramm weggehen und zu einem kommentierten Diagramm gehen, das mit Hilfe der GIF-Datei erhalten wurde.

Die schwarzen Linien sind die E-Feldlinien und ich habe ihnen Pfeilspitzen hinzugefügt, um zu zeigen, dass die Richtung des E-Felds jede halbe Periode variiert.
Es werden auch hinzugefügt$\odot$Und$\otimes$Symbole in Grün, um die Richtungen des B-Feldes anzuzeigen, das an Positionen austritt und in den Bildschirm eindringt, an denen das B-Feld am größten ist.
Beachten Sie, wie die E- und B-Felder jede halbe Periode die Richtung umkehren.
Nochmal$\vec E \times \vec B$gibt die Richtung der Wellenbewegung an.
Was das Auge also sieht, ist ein oszillierendes E-Feld in der Ebene des Bildschirms und ein oszillierendes B-Feld in Phase mit dem E-Feld, indem es in und aus dem Bildschirm oszilliert.

Das letzte Diagramm soll versuchen, die dreidimensionale Natur der von einem Dipol emittierten Strahlung zu zeigen, wobei das Diagramm unten die E- und B-Felder in einer Ebene zeigt, die durch die Mitte des Dipols und orthogonal zur Achse des Dipols verläuft .

Nun, leider habe ich heute keine Lust, ein schönes Diagramm zu zeichnen, aber für das Magnetfeld würde es sowieso nicht so gut funktionieren. Ich werde versuchen, es zu beschreiben.

Aufgrund des Ampere-Gesetzes zirkuliert das Magnetfeld um den Dipol und aufgrund des Faraday-Gesetzes ist es in Phase mit den elektrischen Feldlinien. So gezeichnet mit einer "Draufsicht" (dh der Strom fließt in / aus der Seite), hat das Diagramm eine Reihe konzentrischer Kreise mit Feldern im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn, je nach Phase. Wenn ich die Zeichen richtig verstehe und von oben nach unten schaue, würde ein Magnetfeldkreis im Uhrzeigersinn mit einer nach unten weisenden elektrischen Feldlinie übereinstimmen.