Question

Почему электромагнитная волна не может быть только магнитной или электирической?

Answer 1

Распространение колебаний в пространстве возможно лишь в том случае, когда существует механизм передачи возбуждения (энергии колебаний) из одной точки среды в соседнюю точку. В упругих средах этот механизм обусловлен упругостью (взаимодействием молекул) среды. В вакууме механизмом «близкодействия» может быть лишь переход энергии электрических колебаний в энергию магнитных колебаний в соседней точке пространства и наоборот. В этом заключалась основная идея Максвелла, которая привела его к мысли о существовании электромагнитных волн! Но если колебания синфазны, то такоеэлектромагнитное «зацепление» между точками пространства отсутствует, что исключает возможность распространения электромагнитных колебаний. То есть, синфазная электромагнитная волна не может быть бегущей.
Для электромагнитного излучения в замкнутой области (например, для стоячих волн в резонаторе) уравнения Максвелла дают между компонентами ЭМВ сдвиг в четверть периода. При этом одна из компонент волны должна иметь на стенках резонатора пучность, что невозможно, так как стенки резонатора «непрозрачны» для электромагнитного поля. Кроме того, электромагнитная энергия (не отдельных компонентов, а полная энергия волны!) в такой стоячей волне совершает колебания на отрезке в четверть волны, что также не характерно для стоячих волн.
Таким образом, строгий физический анализ решений современной системы уравнений электродинамики приводит к странным выводам, что бегущая электромагнитная волна не может «бежать», а стоячая волна не хочет «стоять»!