Ebene der elektromagnetischen Wellen I

Stellen Sie sich eine xyz-Koordinate vor, die durch eine zur yz-Ebene parallele Ebene in zwei unterschiedliche Bereiche unterteilt ist.

Auf der linken Seite liegt ein gleichmäßiges elektrisches und magnetisches Feld in +y- und +z-Richtung vor, während die rechte Seite feldfrei ist.

Diese Grenzebene, die als Wellenfront bezeichnet wird, bewegt sich mit konstanter Geschwindigkeit in +x-Richtung.

Solche Wellen, bei denen die Felder zu jedem Zeitpunkt über eine Ebene senkrecht zur Ausbreitungsrichtung gleichmäßig sind, werden als ebene Wellen bezeichnet.

Diese Wellen erfüllen die Maxwell-Gleichungen. Stellen Sie sich einen rechteckigen Gaußschen Kasten vor.

Da sich das elektrische Feld in y-Richtung befindet, sind die elektrischen Flüsse für die Oberfläche entlang der x-Richtung und z-Richtung Null.

Für die obere Oberfläche ist das Flussmittel gegenüber der unteren Oberfläche, so dass kein Nettoflussmittel entsteht.

Da die Box keine elektrische Ladung umschließt, ist sowohl der elektrische als auch der magnetische Fluss Null.

Das Gaußsche Gesetz gilt also auch für elektromagnetische Strahlung.

Daher stehen die elektrischen und magnetischen Feldvektoren senkrecht zueinander und zur Ausbreitungsrichtung, was die transversale Natur zeigt.