Question

电磁波中的电场和磁场问题

电场和磁场是怎么样的具体关系？？如果电场变化速率减小会不会引起磁场强度小？？磁场速率的变化和电场大小是什么关系？？
我是这么理解的。。电场变化速率减小导致（假设有电流）电流强度减小电流减小导致磁场强度小。。可是和图中的变化刚刚好相悖啊。。图里是电场速率最小时磁场强度最大。。这是什么情况？？我的理解哪里有问题啊

Answer 1

首先吐槽：在图中出现倭文，倭国的人智商可以了得..............
有关电磁学的知识基本都出自电动力学，最早人类认识电、磁现象的时候，并没有电磁波概念的形成，电磁波最早是由英国的物理学家麦克斯韦在《电磁学通论》一文中提出的，他总结了前人所研究的所有有关电与磁的现象与方程（主要包括库伦定律，法拉第电磁感应定律，安培定律等），并将前人的标量方程改造成了四个有关电磁场场强的矢量方程，这四个方程被后人称作麦克斯韦方程组，其中包括电场强旋度与磁场强对时间的关系，磁场强旋度与电场强对时间的关系，消去时间元便得到了单独电场与单独磁场的微分方程，这组微分方程的解就是电磁波的波函数，有了波函数就可以画出波函数图像，你给的图就是波函数的图像，其具体关系在方程中才有具体表现（要算数的话就是方程，图形是帮助理解的） 想要理解的具体就要懂这些个方程，需要微分几何、线性代数、拓扑学、解析等专业数学知识（只懂皮毛是不够的）
在给你说一件令你毛骨悚然的事，麦克斯韦在提出【电磁学通论】时年仅16岁...........

追问

磁场速率的变化和电场大小是什么关系？？。。。。。。。。。我们老师说麦克斯韦其实他是猜出来的。。。

追答

你们老师说是猜的就是猜的呀? 是高中的老师吧？ 我当年那个不负责任的高中老师也说过同样的话 这完全属于信口开河 电动力学诞生至今已有两百多年了 猜决不是严谨的做法 我还猜明天小行星会砸地球呢~ 人家麦克斯韦猜的是：“光是一种电磁波”这个命题 因为当时测定的光速和他在方程中严谨算出的电磁波速率基本一致 所以才有当年光是电磁波的猜测 方程组本身是严谨的 复杂的 让人算来就恶心的
变化关系就是你给的那张图，磁场强度和电场强度同时变化到峰值或谷值，波按时间的推移沿磁界面和电界面交汇的轴向移动
还有你好像被他图的阴影给忽悠了................... 两组正弦波周期如果一样的话，只有这一种画法，峰值和谷值是数据上的定义，但看图形峰值和谷值是一样的（曲率相同）

追问

完全被搞疯。。磁场强度和电场强度怎么可能同时变化到峰值或谷值？？ 电场变化速率减小导致（假设有电流）电流强度减小 电流减小导致磁场强度小。。。这个哪里有问题啊。。明明很对啊。。但是电场变化速率最小的时候不就是峰值吗。。。这样的话应该磁场强度在那个磁界面和电界面交汇的轴上啊。。。。。
还有那个阴影是怎么忽悠我的？？。。难道是我的视觉差？？

追答

好吧~相信我 图是正确的 电场强度和磁场强度变化规律完全相同，一定是同时波峰，同时波谷 你的考虑有你的道理 但看样子你的知识不是很充足 电磁产关系除大小之外主要在变化率上有联系，简单地说是曲线与曲线曲率的关系一样 你在上高中吧 高中学的东西不足以应付完全理解电磁波及电磁学方程，高中课本将原本应该是包含矢量微分运算的方程改写成了很单纯的标量方程，其中根本无法再包含物理量对参量的实际变化规律，可以说高中的知识很有片面与局限性，出现理解的偏差很正常 你就相信那张图好了，图肯定是对的，有朝一日你掌握了高等数学、线性代数、微分几何等基础数学知识再回过头来理解这些东西就没有疑问了..............

Answer 2

Answer 3

电磁场有很多种类型，就图中的的来说，属于最基本的时谐电磁场。从图也可以直观的看出，电磁和磁场除了方向和强度之外是完全一样的。电场或磁场的变化速度反应为频率，是周期性的。

Answer 4

磁场的滞后效应，导致正好相反。

追问

如果没有滞后是不是磁场的最大值对应了电场的最小值了？？

追答

是的