電磁波について質問です。
x,y,zの3次元空間において、z方向を伝搬方向とすると、伝搬方向に電界成分と磁界成分がないのがTEM波、伝搬方向に磁界成分があるのがTE波と説明がありました。
つまり
TEM波:Ez = 0, Hz = 0
TE波:Ez = 0, Hz ≠ 0
です。
TEM波は平面波を想像すれば良いと思いますが、TE波の伝搬方向に磁界成分を持つ絵がイメージできません。
そもそも電磁波の進む方向がE×H (E,Hはベクトル)の方向だとするとz方向に磁界成分がある場合z方向には伝搬しないような気がするのですが。
何か大きな勘違いをしているのでしょうか。
よろしくお願いします。
No.5ベストアンサー
- 回答日時:
>TE波ではなくTM波?
ああ、ごめんなさい。電場が傾く場合はTMですね。
光では電場しか傾くことがないのでTMはあってもTEはないので勢いそう書いてしまいました。
>電界が傾いているということは電界がx方向とz方向のベクトルの和として表されます。それでも電磁波はz軸に沿って進む、ということで良いでしょうか。
そうです。これがTM波ですね。
TE波の場合は、電場はx方向のみ、磁界がy,z方向成分をもつ傾いた平面波でz方向に進むわけですね。
No.4
- 回答日時:
>の面というのはx-y平面のことでしょうか。
いいえ、波面です。波面はx-y平面と平行ではないと言うことです。
つまり電場成分は傾いているのでz成分が発生します。
この回答への補足
なんとなくイメージはできましたが電場が傾いているということは電場のz成分が発生するということですか。するとTE波ではなくTM波?ちょっと混乱してしまいました。
すみませんがもう少しお付き合いください。
平面波では電界がx方向のみ、磁界がy方向のみのベクトルをもっているとします。
電界が傾いているということは電界がx方向とz方向のベクトルの和として表されます。それでも電磁波はz軸に沿って進む、ということで良いでしょうか。
No.3
- 回答日時:
導波路中を進行する場合ですね。
--------------------------------- 導波路上
/\ /\ /磁界方向
/ \ / \ ◎電解方向
\ / \ →進行方向
\/反射 \/
--------------------------------- 導波路下
上のような場合です。分かりずらいですが、電界は、画面手前を向いていますが、磁界は斜め方向を向いていて進行方向の成分を持ちます。局所的にみれば、電磁波の進む方向がE×H (E,Hはベクトル)の方向というのが成り立っていますが、全体としては、進行方向は上の図のようになります。
この回答への補足
えーとこれは/や\が局所的にみた電磁波の進む方向と考えてよろしいですか?
確かに導波路の伝搬方向をzとすると辻褄が合いますね。
でもこれって局所的に見れば平面波ですよね。自由空間ではTE波は存在しないということでしょうか?
No.2
- 回答日時:
>そもそも電磁波の進む方向がE×H (E,Hはベクトル)の方向だとすると
これが間違いです。Maxwell方程式から算出してみてください。
D=ε0E+P
B=μ0(H+M)
(P:分極、M:磁気分極)
で、P,Mが等方的かつ分極電流i=0のときにはそうなりますけど。
異なる場合はD×Bが電磁波の進行方向です。
P,Mに異方性があればEとD、BとHは平行にならないので、進行方向が異なります。
ちなみにイメージとしては傾いた平面波が進むイメージです。
大抵平面波をみると面に垂直に進むように感じますけど、実はそうとは限らないということです。
私は電磁波領域ではなくて光の専門家ですが、光でも同様なので同じ話でしょう。
(光の場合は普通M=0になりますのでDだけがEに対して傾きます)
この回答への補足
>面に垂直に進むように感じる
の面というのはx-y平面のことでしょうか。
x-y平面に垂直に進まないということは伝搬方向はz方向ではないと
考えてよいのですか?そうすると最初の伝搬方向をzに取るという仮定と
矛盾しないんでしょうか。
No.1
- 回答日時:
ちょっと荒い(大雑把な)イメージですが、、
Z方向に対してθの角度をもって進む平面波
Z方向に対して-θの角度をもって進む平面波
の二つ(強さは同じ)を考えて、この二つを合成したものを
イメージすればTE波のイメージになるかと思います。
(導波管内を進む電磁波がこんな感じだったかと。波長、導波管の寸法、θを選ぶことによって、導波管表面でE=0になる解が存在すると。)
Z方向に対してθの角度をもって進む平面波
Z方向に対して-θの角度をもって進む平面波
を考えて合成してみたのですがちょっと私にはTE波の説明としての理解はできませんでした。すみません。
ありがとうございました。
お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!
似たような質問が見つかりました
- 物理学 電磁気学の問題について 1 2022/06/06 17:26
- 物理学 同軸ケーブル 伝送の仕組み TEMモード Maxwell方程式 円柱座標 ポアソン方程式 3 2022/08/16 20:40
- 物理学 電磁波に関する問題 1 2023/02/02 21:34
- 物理学 電磁場の相対性について(初歩的質問) 7 2022/06/07 19:55
- その他(自然科学) 電磁波モデルで疑問 4 2023/07/09 14:44
- 工学 電磁調理器 コイルの下にある黒い板は何?鉄にみえるけど、なぜ加熱されないの? 2 2023/08/13 04:42
- 物理学 ごめんなさい 半径 αの円形コイルの面が地球磁界の方向に平行になるように垂直に立っている。 このコイ 1 2022/07/31 21:33
- 物理学 重力波と電磁波 2 2022/10/04 14:03
- 物理学 重力波と電磁波 3 2022/05/01 06:34
- 物理学 電磁気学、TEMモードでマクスウェル方程式を満たさなくなる。 1 2022/07/19 23:58
このQ&Aを見た人はこんなQ&Aも見ています
このQ&Aを見た人がよく見るQ&A
デイリーランキングこのカテゴリの人気デイリーQ&Aランキング
-
N巻きコイルとソレノイドコイル...
-
ヒステリシス曲線について
-
磁気の実験と誤差について
-
アンペールの法則の使い方について
-
ソレノイドの作る磁界、端部で...
-
磁場(交流と直流の違い)
-
電磁気学の問題
-
電磁波は、なぜ、真空でも伝わ...
-
電磁気学の問題です。 xy 平面...
-
円形電流の作る磁界はアンペー...
-
磁場から受ける力の公式で、 F=...
-
電流を流してある導体円柱(半径...
-
どうしてソレノイドの外側には...
-
フレミングの「右手の法則」と...
-
磁場は仕事をしない とはどうい...
-
教えて下さい!真空の透磁率っ...
-
中心の磁界の強さ
-
電子が等速円運動すると電磁波...
-
直線導体の中に穴があるときの...
-
磁束密度
マンスリーランキングこのカテゴリの人気マンスリーQ&Aランキング
おすすめ情報