淺談電磁波
電磁波是甚麼?電磁波是以什麼樣的型態存在於這個世界中? 這幾個問題過去一直讓我感到十分困惑,最近和文于學長經過了兩個晚上的討論後才終於有了比較精確的想法,因為太興奮了決定在這邊分享給大家。 首先,先來回顧一下真空中 Maxwell 方程組的型式: 要考慮電磁波,就得先考慮電磁波存在之處有著什麼樣的條件。最理想的情況是,我們希望電磁場區沒有任何電荷和電流,並去了解在這樣的場區下電磁場會有什麼樣的行為。於是在這樣的場區條件下,剛才的方程會變成以下的聯立型式: 這個時候,我們可以輕易看出電場和磁場的特質,以及兩者之間的交互作用。值得注意的是,電場散度為零是因為場區沒有電荷,磁場散度為零是因為世界不存在磁單極,雖然其微分方程的形式一樣,但物理意義上是不一樣的。接下來,我們想要單就電場和磁場的性質來討論,於是我們可以將聯立方程帶入重組後化為更簡便的型式: