جهت میدان مغناطیسی در موج الکترومغناطیسی

راهنمایی کوتاه: برای پیدا کردن جهت میدان مغناطیسی، از قانون دست راست برای امواج الکترومغناطیسی استفاده می‌کنیم.

گام‌به‌گام:

• ۱) موج در جهت محور z+ منتشر می‌شود. پس بردار سرعت انتشار موج (بردار پوئینتینگ) در جهت +z است.
• ۲) جهت میدان الکتریکی داده شده: خلاف جهت محور Y. یعنی اگر محور Y به سمت بالا باشد، میدان الکتریکی به سمت پایین است (جهت -Y).
• ۳) در امواج الکترومغناطیسی، میدان‌های E و B بر هم عمودند و هر دو بر جهت انتشار موج عمود هستند.
• ۴) از قانون دست راست استفاده می‌کنیم: اگر چهار انگشت دست راست را در جهت میدان الکتریکی (E) قرار دهیم، سپس آن‌ها را به سمت میدان مغناطیسی (B) بچرخانیم، انگشت شست جهت انتشار موج را نشان می‌دهد.
• ۵) یا به شکل ساده‌تر: اگر انگشت سبابه دست راست را در جهت E (منفی Y) و انگشت وسط را در جهت B قرار دهیم، انگشت شست جهت +z را نشان می‌دهد.
• ۶) با امتحان کردن جهت‌ها متوجه می‌شویم که اگر E در جهت -Y باشد و انتشار در +z، پس B باید در جهت +X باشد تا قانون دست راست برقرار شود.

پاسخ نهایی: جهت میدان مغناطیسی در جهت مثبت محور X (+X) است.

مثال مشابه: اگر موج در جهت +X منتشر شود و میدان الکتریکی در جهت +Z باشد، با قانون دست راست متوجه می‌شویم میدان مغناطیسی در جهت +Y خواهد بود.

اگر می‌خواهی بیشتر یاد بگیری: می‌توانی رابطه برداری E × B را که متناسب با جهت انتشار است بررسی کنی. همچنین می‌توانی با رسم سه محور مختصات و بردارها، جهت‌ها را بهتر تجسم کنی.

راهنمایی کوتاه: برای پیدا کردن جهت میدان مغناطیسی، از قانون دست راست برای امواج الکترومغناطیسی استفاده می‌کنیم.

گام‌به‌گام:

• ۱) موج در جهت محور z+ منتشر می‌شود. پس بردار سرعت انتشار موج (بردار پوئینتینگ) در جهت +z است.
• ۲) جهت میدان الکتریکی داده شده: خلاف جهت محور Y. یعنی اگر محور Y به سمت بالا باشد، میدان الکتریکی به سمت پایین است (جهت -Y).
• ۳) در امواج الکترومغناطیسی، میدان‌های E و B بر هم عمودند و هر دو بر جهت انتشار موج (در اینجا +z) عمودند.
• ۴) از قانون دست راست استفاده می‌کنیم: اگر چهار انگشت دست راست را در جهت میدان الکتریکی (E) قرار دهیم و آن‌ها را به سمت میدان مغناطیسی (B) بچرخانیم، انگشت شست جهت انتشار موج را نشان می‌دهد.
• ۵) در این مسئله: شست باید جهت +z را نشان دهد. چهار انگشت در جهت E (یعنی -Y) قرار می‌گیرند. حالا باید ببینیم چرخش چهار انگشت به کدام سمت باشد که شست به سمت +z شود.
• ۶) اگر دست راست خود را در نظر بگیرید: چهار انگشت را به سمت پایین (-Y) بگیرید. برای اینکه شست به سمت جلو (+z) باشد، کف دست باید به سمت چپ یا راست باشد؟ آزمایش کنید: اگر کف دست به سمت چپ (یعنی جهت -X) باشد، چهار انگشت به سمت پایین (-Y) و شست به سمت جلو (+z) خواهد بود. پس جهت B در جهت -X است.

پاسخ نهایی: جهت میدان مغناطیسی در جهت منفی محور X (یعنی -X) است.

مثال مشابه: اگر موج در جهت +x منتشر شود و میدان الکتریکی در جهت +z باشد، با قانون دست راست، میدان مغناطیسی در جهت +y خواهد بود.

اگر می‌خواهی بیشتر یاد بگیری: رابطه بین میدان الکتریکی، میدان مغناطیسی و جهت انتشار در امواج الکترومغناطیسی همواره به صورت حاصلضرب برداری E × B در جهت انتشار است. می‌توانی با تمرین‌های بیشتر این قانون دست راست را تقویت کنی.