Sähkömagneettisen aallon olemus

[QS]

Jotta valoaallon ulkoinen liike-energia ei olisi ääretön, valoaallon sisäisen liike-energian on oltava nolla.

Jos alumiinin tiheys on 2700 kg/m³, niin alumiinikappaleen massa on äärellinen, kun kappaleen tilavuus on äärellinen. Jos on ääretön alumiinikappale, niin massa on ääretön.

Voidaan helposti todeta, että alumiinin tiheyden ei tarvitse olla nolla, jotta saadaan muodostettua äärellisen massan alumiinikappaleita. Riittää, että tilavuus on äärellinen.

Sama päättely on voimassa, kun puhutaan sm-aallon energia- ja liikemäärätiheydestä, jota sovelletaan aaltoon äärellilsessä tilavuudessa.

[pähkäilijä]

(Lorentzin voima) olisi vasta vuorovaikutus?

Kyllä, Lorentzin voima on seuraus sähkömagneettisesta vuorovaikutuksesta, joka on yksi luonnon neljästä perusvuorovaikutuksesta.

Miten sitten Poyntingin vektori liittyy Lorentzin voimaan? Onko Poyntingin vektori energian kuvaaja ja Lorentzin voima taas pelkkä voima? Eikö ne mene samaan suuntaan?

Tähän käy arkipäiväinen vertauskuva.

Tyyni järven pinta, ja koho tai pingispallo. Asetetaan pallo pinnan tuntumaan ja heilutetaan muutaman kerran pysytsuunnassa. Pinnalle muodostuu aaltorintama, joka etenee ympyrän muodossa kaikkiin suuntiin. Tämä vastaa "dipoli-säteilyä" tai "monopoli-säteilyä".

Valitaan aaltorintamasta yksittäinen piste, ja katsotaan mihin suuntaan aalto tuossa pisteessä etenee. Tämä suunta vastaa sm-aallon Poyntingin vektoria. Se on suunta, johon aalto kuljettaa energiaa ja liikemäärää kyseisessä pisteessä. Poyntingin vektori määritellään pisteittäin.

Asetetaan johonkin järven pinnan pisteeseen testipallo. Kun aalto kohtaa testipallon, se nousee pystysuunnassa pinnan tason yläpuolelle, vajoaa pinnan tason alapuolella, ja sitten asettuu takaisin järven pinnan tasolle. Tämä on vertauskuvallisesti testivarauksen liike sm-aallossa.

Testipallo ei liiku "Poyntingin vektorin" suuntaan, vaan myös pystysuunnassa. Liike on seuraus siitä, että aallosta kohdistuu palloon "Lorentzin voima" (vertauskuvallisesti), joka on pystysuunnassa.

Pystysuuntainen liikemäärä on peräisin pingispallosta, joka alun perin aallon muodosti. Kun pingispallo on värähdellyt pystysuunnassa, niin osa pystysuuntaisesta liikemäärästä on siirtynyt veden aaltoon, josta se edelleen siirtyy testipalloon.

"Poyntingin vektori" kuvaa suuntaa, johon aalto kuljettaa energiaa ja liikemäärää, mutta ei aallon sisäisen liikemäärän suuntaa. Kun energia ja liikemäärä "poimitaan" aallosta, niin testipallon liikerata riippuu aallon konfiguraatiosta ja siitä miten aalto on muodostettu.

Tälle veden pinnan aallolle voi periaatteessa määritellä samat suureet kuin sm-aallolle: amplitudi, teho, energiavuo, liikemäärävuo, kokonaisenergia, kokonaisliikemäärä, ja myös säilymislait energialle ja liikemäärälle. Myös aiemmin mainitut 1/r ja 1/r² -lainalaisuudet löytyvät.

Tämä oli vertauskuva, eikä sähkömagnetismia voida täysin rinnastaa veden pintaan. Vain periaate on saman kaltainen.

Hyvä tieto ettei Poyntingin vektori osoita samaan suuntaan kuin Lorentzin voima, luulin että osoittivat. Jos Poyntingin vektoria vastaa 5kg materiaa ja 5kg antimateriaa jotka matkustaa avaruudessa niin siinä on sekä materioiden liike-energia että annihilaation energia. Mutta kun Lorentzin voiman aika tulee, se puskee annihilaation 90 astetta sivulle?

[QS]

Jos Poyntingin vektoria vastaa 5kg materiaa ja 5kg antimateriaa

Materialla ja antimaterialla ei ole Poyntingin vektoria. Sähkömagneettisella kentällä on.

Edellä kirjoittaman oli vertauskuva, jota ei voi soveltaa mielivaltaisiin luonnon ilmiöihin. Tarkoitus oli selventää mitä tarkoittaa sm-aallon liikemäärävuon ja energiavuon suunta.

[pähkäilijä]

Jos Poyntingin vektoria vastaa 5kg materiaa ja 5kg antimateriaa

Materialla ja antimaterialla ei ole Poyntingin vektoria. Sähkömagneettisella kentällä on.

Edellä kirjoittaman oli vertauskuva, jota ei voi soveltaa mielivaltaisiin luonnon ilmiöihin. Tarkoitus oli selventää mitä tarkoittaa sm-aallon liikemäärävuon ja energiavuon suunta.

Antimateriakin oli vertauskuva, se kuvasi suurta poikittaista energiaa ja sen pieni liikemäärä oli taas kuljetus avaruudessa pitkittäissuunnassa. Eli rahdin omaenergia on paljon suurempi tekijä kuin sen rahtaaminen.

Mutta se oli vaan hätäinen vertaus. Siinä ohitettin materian kiihdyttäminen c-nopeuteen eli oletettiin että kiihdytys tapahtuu "ilmaiseksi" niinkuin valon tapauksessa.