TLDR: В нижней части параллелепипеда плотность энергии электрического поля показана с помощью синего графика, а магнитного - с помощью чёрного.
На видео изображена электромагнитная волна из предыдущего видео: • Как выглядит бегущая э...
Синими стрелками в прошлом видео были показаны длины и направления вектора напряжённости электрического поля, чёрными - магнитной индукции.
На этом видео такие стрелки убраны для наглядности, остались только синяя и чёрная линии концов этих векторов.
В каждой точке любой плоскости, перпендикулярной красной прямой, векторы напряжённости электрического поля одинаковы и векторы магнитной индукции одинаковы, поэтому их возможно изображать такими стрелками, и поэтому такие волны называются плоскими.
Будем далее здесь такие векторы называть "одинаковыми в плоскостях".
На данной анимации можно увидеть следующие 3 более тонких аспекта электромагнитного поля.
1. ПЛОТНОСТЬ ЭНЕРГИИ
Плотность энергии электрического (как и магнитного) поля также "одинакова в плоскостях".
В нижней части параллелепипеда плотность энергии электрического поля показана с помощью синего графика, а магнитного - с помощью чёрного.
По этим графикам видно, что в этом процессе энергия электрического поля не перетекает в энергию магнитного или наоборот, а просто перемещается в пространстве со скоростью света в сторону распространения волны, имея минимумы и максимумы, которые также движутся в пространстве.
В линейно поляризованной части волны в плоскостях с нулевой напряжённостью электрического поля и одновременно нулевой магнитной индукцией достигается нулевое значение плотности энергии электромагнитного поля.
2. ПЛОТНОСТЬ ПОТОКА ЭНЕРГИИ
Вектор Умова - Пойнтинга (вектор плотности потока энергии электромагнитного поля) направлен вдоль красной линии в направлении распространения волны и "одинаков в плоскостях".
Кроме того, длина этого вектора прямо пропорциональна показанной снизу плотности энергии электромагнитного поля.
Своим направлением вектор определяет направление переноса энергии.
Также этот вектор прямо пропорционален так называемой плотности импульса электромагнитного поля.
3. ПОТЕНЦИАЛ
Для данного электромагнитного поля можно ввести скалярный потенциал, равный нулю.
И векторный потенциал, "одинаковый в плоскостях" и показанный фиолетовыми стрелками.
Он пропорционален напряжённости электрического поля, сдвинутой по фазе на 90 градусов.
Тогда ротор векторного потенциала равен магнитной индукции, а производная по времени векторного потенциала со знаком "минус" равна напряжённости электрического поля.
Таким образом, введённые потенциалы удовлетворяют одновременно условиям калибровки:
1) Кулона - дивергенция векторного потенциала равна нулю
2) Лоренца
3) Вейля (Гамильтона) - скалярный потенциал равен нулю