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為什麼光波是橫波？

作者：由自省以自知發表于攝影時間：2020-09-08

丫頭2020-09-24 17:47:00

沒碰到東西吧

境者無界2020-12-06 23:11:56

光不是橫波，是標準的縱波！橫波結論是被偏振現象給矇蔽了。光子是縱向推進分裂成最小量的形態，最小量的推進有傳遞長度，就是波長，因前後段有順序錯位就產生了偏振，線錯位就是線偏振，旋進就是圓偏振。理解了光波是縱波，一切光現象就都好解釋了，物質波即慣性也都好理解了，包括相對論的原因。

星軌尊者2020-12-07 14:26:17

光波是橫波。

首先，只有橫波能發生單縫衍射，而光可以發生單縫衍射。

前面有人提到波粒二象性，這個和橫波縱波是兩回事情啊。

光在宏觀下表現波的性質，這時候光是屬於電磁波的，是電磁波的一個波段。電磁波都是橫波，振動方向和傳播方向垂直。

光在微觀下表現粒子性質，不過現在的研究認為，所有的微觀粒子其實都可以在一定條件下表現波粒二象性，稱為粒子波，也叫物質波。而大分子或宏觀物體因為波長太短，難以觀測到，通常只表現粒子性。（題外話了）

總之，光是橫波啦。

波導管裡面應該其實也不是真正的縱波。那是橫波沿著折線傳播後，橫波分量本來就是歪的，你如果認為波矢方向沿著波導的縱向，那麼似乎是縱波分量出來了，但波矢方向本來就是歪的。

Hououin Kyoma2021-02-07 02:35:26

取時諧電磁波

$\vec{E}(\vec{x},t)=\vec{E}(\vec{x})e^{-i\omega t}$

$\vec{B}(\vec{x},t)=\vec{B}(\vec{x})e^{-i\omega t}$

，帶入Maxwell方程組：

$\left\{\begin{matrix} \nabla\times \vec{E}=i\omega\mu\vec{H}\\ \nabla\times \vec{H}=-i\omega\epsilon\vec{E}\\ \nabla\cdot \vec{E}=0\\ \nabla\cdot\vec{H}=0 \end{matrix}\right.$

，第一式取旋度並用第二式：

$\nabla\times(\nabla\times\vec{E})=\omega^2\mu\epsilon\vec{E}$

由恆等式

$\nabla\times(\nabla\times\vec{E})=\nabla(\nabla\cdot\vec{E})-\nabla^2\vec{E}$

，帶入得

$\nabla^2\vec{E}+k^2\vec{E}=0,(k=\omega\sqrt{\mu\epsilon},\nabla\cdot\vec{E}=0)$

這是一個亥姆霍茲方程，可解出一個解

$\vec{E}(\vec{x},t)=\vec{E}_0e^{i(\vec{k}\cdot\vec{x}-\omega t)}$

，這是平面時諧波，

$\vec{k}$

是波矢，指明波的傳播方向，這個解滿足附加條件

$\nabla\cdot\vec{E}=i\vec{k}\cdot\vec{E}=0$

，再由Maxwell方程組解出磁場

$\vec{B}=\sqrt{\mu\epsilon}\vec{e}_k\times\vec{E}$

，同樣有

$\nabla\cdot\vec{B}=i\vec{k}\cdot\vec{B}=0$

，於是可有如下結論：

1。磁場和電場互相垂直

2。波矢

$\vec{k}$

與

$\vec{E}\times\vec{B}$

同方向，即電場和磁場都與波的傳播方向垂直

3。

$\vec{E}$

和

$\vec{B}$

同相，且振幅之比為

$\frac{1}{\sqrt{\mu\epsilon}}$

（這是介質中光速）

可得出最終結論，電磁波是橫波，而光波是電磁波，顯然光波也是橫波

附上一張網上找來的圖

勝勳2021-02-07 12:06:47

我不認為所有的電磁波（光屬於電磁波）都是橫波

所以也就沒有“為什麼”了

標簽：橫波電磁波縱波光波波矢

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