Ausbreitungsgeschwindigkeit elektromagnetischer Wellen

Elektromagnetische Wellen stimmen mit dem Ampereschen Gesetz überein.

Stellen Sie sich eine ebene Wellenfront vor, die sich in +x-Richtung bewegt. Betrachten Sie darüber ein Rechteck in der xz-Ebene mit einem Flächenvektor in +y-Richtung.

Die Integration erfolgt gegen den Uhrzeigersinn um das Rechteck herum.

Das Magnetfeld ist entweder Null oder senkrecht zu den Längenelementen, mit Ausnahme der Länge "RS", bei der das Feld parallel ist und zum Integral beiträgt.

Es impliziert, dass die rechte Seite des Ampereschen Gesetzes ebenfalls ungleich Null sein muss. Daher muss das elektrische Feld eine y-Komponente haben, die eine Zeitableitung des elektrischen Flusses ungleich Null liefern kann.

Es legt auch fest, dass das elektrische und das magnetische Feld senkrecht zueinander stehen müssen.

Der elektrische Fluss steigt auf einen positiven Wert in der Zeit "dt" an. Die Änderungsrate des elektrischen Flusses kann im Ampereschen Gesetz substituiert werden.

Da elektromagnetische Wellen mit allen Maxwell-Gleichungen konsistent sind, wird der erhaltene Ausdruck mit dem Ausdruck verglichen, der nach dem Faradayschen Gesetz abgeleitet wurde, das die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Welle im Vakuum angibt.

Setzt man die Werte für Permeabilität und Permittivität ein, so ist die Ausbreitungsgeschwindigkeit gleich der Lichtgeschwindigkeit.