Поперечность световой волны

В соответствии с электромагнитной теорией Максвелла свет представляет собой электромагнитные волны.

В электромагнитной волне происходит периодическое изменение (колебание) векторов напряженности электрического и магнитного полей :

;

, (3.1)

где E₀ и H₀ – амплитудные значения векторов напряженностей и ;
w = 2pn – циклическая частота изменений во времени электрического и магнитного полей; – волновое число (модуль волнового вектора), характеризующее изменение полей в пространстве; t и z – временная и пространственная координаты точки, в которой рассматривается световая волна.

Направления колебаний электрического вектора и магнитного взаимно-перпендикулярны и перпендикулярны скорости распространения электромагнитной волны . Взаимное расположение векторов , и изображено на рис. 3.1, схематически представляющем электромагнитную волну.

Колебания вектора в этой волне происходят в плоскости XOZ (плоскость колебаний), колебания вектора – в плоскости YOZ. Электрическое и магнитное поля изменяются синхронно, поэтому световую волну можно описывать только одним вектором (часто его называют световым вектором), помня о наличии перпендикулярного ему вектора .

Волны, в которых колебание совершается в направлении, перпендикулярном их распространению, называют поперечными в отличие от продольных, в которых направление колебаний совпадает с направлением распространения волны. Электромагнитные волны поперечны. В поперечной волне задание направления распространения еще не определяет направления колебаний, так как направлений, перпендикулярных заданному, бесчисленное множество.