Maxwell’s Equations Behind EM Waves

Maxwell’s equations explain how electric and magnetic fields work together to create electromagnetic waves. James Clerk Maxwell brought together the ideas of Oersted, Coulomb, Gauss, and Faraday and built a single theory of electromagnetism. Together with the Lorentz force law, his equations describe the laws of electricity ...

考虑一个静止的电荷。它周围会产生一个静止的电场。当该电荷开始运动时，会额外产生一个垂直于电荷运动方向的磁场。

如果一个运动的电荷围绕某一点振荡而加速，其周围的电场也会开始振荡。

根据安培-麦克斯韦定律，这种随时间变化的电场会产生位移电流，从而感应出另一个垂直于电场的随时间变化的磁场。

根据法拉第定律，随时间变化的磁场会产生电场，这一过程会持续进行。

两个场的依次感应会在距离其起源处更远的区域产生自维持的电场和磁场。

这些场在空间中传播，形成电磁波，而电磁波的传播不需要介质来维持这种运动。

产生的电磁波具有与加速电荷的振荡频率相同的频率。

这些波是横波，因为其内部的电场和磁场相互垂直振荡，且...