👉🏼 🍿 🙍🏼 L'électromagnétisme pour les plus petits, et pas seulement 🙇🏾 🔄 🐻

Si nous parlons de «l'électromagnétisme de Maxwell», alors les gens dans leur ensemble sont divisés en deux groupes: les premiers pensent qu'ils connaissent ce sujet, sinon tout, alors c'est suffisant. Parce qu'il n'y a rien de compliqué là-bas. Ces derniers ne connaissent pas bien ce sujet et ne veulent pas le savoir. Depuis des formules incompréhensibles et en général.

Trébucher à différents endroits sur la façon dont certains points sont expliqués: d'un côté c'est convaincant, de l'autre c'est douteux, du troisième c'est incorrect, du quatrième, en principe, c'est vrai ... Je pense que ça vaut le coup de le regarder juste au cas où, et puisqu'il faut partir des raisons, alors le "plus petit" peut s'élever sans crainte des formules.

Tout d'abord, nous nous intéresserons à la manière dont les ondes électromagnétiques sont générées et propagées à partir des champs «électriques» et «magnétiques», et donc immédiatement un test décisif:

Si ce schéma vous est bien connu et ne provoque pas de réflexe, quelque chose à clarifier et à compléter pour ne pas induire les autres en erreur, alors je demande un chat. Si elle vous est bien connue et que vous comprenez que vous devez l'expliquer, alors allez-y) Le jeûne n'est pas pour vous.
Si le schéma n'est pas très familier ou compréhensible, vous pouvez y jeter un œil.

Pour aller dans l'ordre, nous partons de loin, à savoir, nous prenons et considérons le cercle . Il semblerait, de quoi parler, le chiffre n'est pas plus facile. Depuis l'enfance, nous avions l'habitude de dessiner, en prenant le point central sur du papier et en décrivant tous les points à la même distance du centre.
Ensuite, nous apprendrons d'autres façons de «dessiner» un cercle. Il semblerait que des principes complètement différents, mais conduisent à la même chose.

Prenez l'un d'eux, l'un des plus utiles à mon avis:

Secret de l'univers

C'était quoi? Rien que l'équation différentielle d'un cercle. Ce qui signifie:
«Il y a deux entités en interaction. Le premier applique une force pour renforcer le second. Le second, dans la mesure du possible, essaie d'affaiblir le premier. »

Nous pouvons écrire cette dynamique sous la forme du système de diff le plus simple. équations dans le monde (sans compter l'exposant) Au

sens figuré, à tout moment d'une période très courte de même longueur «dt», la variation de «y» (c'est-à-dire «dy») dépend de la valeur de «x».
Dans le même temps, la variation de «x» (c'est-à-dire «dx») dépend de la valeur de «y».
Les deux équations sont similaires à l'équation mécanique à l'échelle macroscopique - «distance = vitesse * temps». Seulement dans ce cas, les segments dt sont très petits (ou plutôt infiniment petits, mais ils ne changent pas l'essence).

note sur l'enregistrement

. . , , , :

De plus, toutes ces dépendances sont linéaires et elles ne savent rien du cercle. Et le principe du yin-yang se manifeste par des signes opposés de l'influence d'un élément sur un autre.
Si le système n'est pas en équilibre, c'est-à-dire «X» et «y» ne sont pas égaux à zéro, cette interaction, additionnant tous les micro-segments du temps, conduira à un cycle infini d'oscillations.

Code html par exemple

<html>
<body>
  <canvas height='300' width='300' id='cnv' style="border: 1px solid black"></canvas>
  <canvas height='300' width='200' id='cnv2' style="border: 1px solid black"></canvas>
  <script>
        var cnv = document.getElementById("cnv");
        var cx = cnv.getContext('2d');
        var cnv2 = document.getElementById("cnv2");
        var cx2 = cnv2.getContext('2d');
        var h = parseInt(cnv.getAttribute("height"));
        var w = parseInt(cnv.getAttribute("width"));
        var h2 = parseInt(cnv2.getAttribute("height"));
        var w2 = parseInt(cnv2.getAttribute("width"));
        var id = cx.createImageData(w, h);
        var id2 = cx2.createImageData(w2, h);
        var rd = Math.round;
       
        var x = 0, y = 1, x1, y1;
        var dt = 0.0001;
        var t=0;
        i=1000000; while (i--) {
		dx = -y;
		dy = x;

                x1 = x + dx*dt;
                y1 = y + dy*dt;
                
		t = t + dt;
                x = x1; y = y1;   
                
		// draw (x, y)
                drawOn(id, rd(100*x + 150), rd(100*y + 150), w, h, 0, 0, 0);
                // draw x(t), y(t)
                drawOn(id2, rd(10*t), rd(100*y + 150), w2, h2, 255, 0, 0);
                drawOn(id2, rd(10*t), rd(100*x + 150), w2, h2, 0, 0, 255);
               
        }
        drawHorizLine(id, 0, w, h/2, w, h);
        drawHorizLine(id2, 0, w2, h2/2, w2, h2);
        
        cx.putImageData(id, 0, 0);
        cx2.putImageData(id2, 0, 0);
       
        function drawOn(id, x, y, w, h, red, green, blue) {           
            if (x < w && y < h && x >=0 && y >=0) {
                var idx = 4*(x + y*w);
                id.data[idx] = red;
                id.data[idx+1] = green;
                id.data[idx+2] = blue;
                id.data[idx+3] = 255;
            }
        }
        
        function drawHorizLine(id, xFrom, xTo, y, w, h) {
            for (var x = xFrom; x < xTo; x++) {
                drawOn(id, x, y, w, h, 0, 0, 0);
            }
        }
        
  </script>
</body>
</html>

De la même représentation que nous obtenons en conséquence - les fonctions sinus et cosinus , car «X» et «y», respectivement, ils le sont (jusqu'à l'échelle).
De là, il est immédiatement clair pourquoi la dérivée du sinus est cosinus, le cosinus est moins sinus ... et pourquoi la chaîne des dérivés est bouclée. Et s'étire à l'infini ...

Si vous regardez les "x" et "y" (sinus et cosinus) sur le même axe, ils sont bien sûr décalés de pi / 2

Alors, à quoi ça sert.

Revenons aux ondes électromagnétiques. Espace vide en 3 dimensions. Comme vous le savez, deux types de champs, électriques et magnétiques, présentent une relation similaire entre eux.
En gros, un changement d'intensité d'un champ magnétique donne lieu à une différence de potentiel électrique (loi de Faraday). Et aussi, un changement du potentiel électrique à un point dans l'espace génère un champ magnétique (loi d'Ampère).
Dans les équations de Maxwell, ces dépendances entre «E» (champ électrique) et «B» (champ magnétique) ressemblent à ceci

(deux équations supplémentaires se réduisent à la «loi de conservation de l'énergie», et cela ne nous intéressera pas)

Avant d' entrer dans les détails, notons que ce système diff. très similaire à diff. ur yin yang. Les principaux éléments ici sont "E", "B" et "t", vous pouvez ignorer les autres paramètres, par exemple, "J" est un effet électrique externe que nous ne considérerons pas, et le reste peut être pris comme constantes et oublié.
En outre, il convient de noter que "E" et "B" ne sont pas seulement deux nombres, mais des champs de vecteurs tridimensionnels à chaque point de l'espace tridimensionnel. Mais cela aussi, dans ce cas, ne change rien radicalement.

Mais un élément important est un triangle avec une croix devant "E" et "B", le soi-disant "Rotor" du champ. A cause de lui, certains doutes et questions viennent de naître. Nous reviendrons sur le rotor un peu plus tard, voyons ce qui cause des questions et des ambiguïtés.

Ainsi, nous avons vu que la dynamique circulaire est deux quantités liées, qui sur le même graphique de temps en temps, sont deux ondes avec un décalage pi / 2 .
De la même manière, une onde électromagnétique se propage depuis la perturbation initiale à travers le bouclage des intensités et leurs changements. Une modification du champ électrique génère un champ magnétique qui, en augmentant (= changeant), génère un champ électrique inversé, qui ... etc. Il s'agit d'une explication classique (et vraie), probablement connue de tous.
Mais ... regardons le diagramme avec lequel tout a commencé:

Shift ... où est le shift? Les vecteurs indiquant les intensités de champ oscillent en une seule phase!
L'erreur? Nous regardons le wiki. C'est la même chose là-bas. Erreur sur le wiki? Nous regardons Google. Qu'avons-nous là-bas?
Quelques arguments étranges ... Faut-il changer ou non? Il n'y a pas de consensus. Certains disent "il doit y avoir un changement, tout va mal partout". D'autres «prouvent» ce qui est juste. Choc, comment ça? Une théorie idéale et élégante, qui a 300 ans au déjeuner, et quelques autres ambiguïtés?

Par exemple, une explication: www.sciforums.com/threads/luminiferous-ether.57402

Hi BillyT,

From my understanding Vern is correct. Your citation of Maxwell's equation is a good idea, but you are incomplete. In free space you have no currents and no charges so Maxwell's 4 equations simplify down to 2 equations (considering a single spatial dimension):

dE/dx = -dB/dt
dE/dt = -c² dB/dx

So when the temporal derivative of one is maximal the spatial derivative of the other is minimal (maximally negative). If you consider a simple single-frequency sinusoidal plane wave you find that this happens for E and B in phase. In the above equations:

E = Emax cos(kx-wt)
B = Bmax cos(kx-wt)

Il s'est donc avéré qu'ils devraient être en phase. Et à différents endroits sur Internet, d'autres variations sur ce sujet.

Est-ce bien? Non, c'est faux.

Pourquoi est-ce mal? Parce que le rotor de champ n'est pas sa dérivée spatiale!
dE/dx- c'est impossible.

Dans d'autres endroits, ils «simplifient» l'espace en deux dimensions par d'autres moyens et obtiennent le même résultat. C'est également impossible, le rotor a besoin de 3 dimensions (pas moins).

Voyons ce qu'est un malheureux rotor. Je pense une chose familière de l'école.
Le fait est qu'un changement du champ électrique ne génère en aucun cas un champ magnétique, mais un "tourbillonnant". Un exemple typique, le courant initial à travers le fil, qui génère un changement du potentiel électrique le long de la ligne du fil, crée un champ magnétique tordu autour du fil.

De même avec le potentiel changeant du champ magnétique, si le changement a une orientation vectorielle, la tension sera tordue autour de lui.

Par conséquent, le rotor du champ n'est pas un différentiel, c'est une façon spéciale d'exprimer sa valeur (comme changer le système de coordonnées), en d'autres termes, le rotor est la valeur du champ.

À quoi ressemble une vague en boucle en cascade de tels rebondissements à la fin?
C'est assez difficile à décrire ...
Un schéma très simplifié ressemble à ceci

Mais c'est une grande simplification, une telle image avec des anneaux ne se produit pas du tout, car tout est en rotation et c'est plutôt une spirale tournant autour de l'autre. Mais en même temps, et non pas une spirale, car divergent dans l'espace et l'interdépendance donnera une image encore plus merveilleuse.

Cependant, en tout cas ... il y a un changement de pi / 2.

Et le dessin classique? Le motif classique est un exemple d'une onde unidirectionnelle de polarisation linéaire ... Quelque chose comme un laser. Une telle onde polarisée peut être obtenue en ajoutant une réflexion miroir (stéréoisomère) à l'onde électrique polarisée circulairement. Une telle onde se traduira-t-elle par des oscillations du potentiel électrique et de l'intensité magnétique en une seule phase?

Il convient de rappeler que les stéréoisomères des ondes polarisées en rotation ne sont pas symétriques, car les vecteurs du champ magnétique qui l'accompagne sont toujours tournés à angle droit du même côté.

Et donc ... est-ce possible? Ou très probablement pas?

L'électromagnétisme pour les plus petits, et pas seulement

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