سوال ۱۲ — سؤال ۱۲ امتحان نهایی فیزیک ۳ تجربی — مرداد ۱۴۰۴

الف) امواج الکترومغناطیسی حامل انرژی هستند. — امواج الکترومغناطیسی عرضی هستند.

ب) در جهت محور $x$

الف) دو ویژگی مهم امواج الکترومغناطیسی:

• این امواج انرژی را از جایی به جای دیگر منتقل می‌کنند (مثل انرژی نور خورشید که به زمین می‌رسد).
• این امواج عرضی هستند؛ یعنی میدان الکتریکی و میدان مغناطیسی بر هم عمودند و هر دو بر جهت انتشار موج هم عمودند.

ب) در موج الکترومغناطیسی، میدان الکتریکی $\vec{E}$، میدان مغناطیسی $\vec{B}$ و جهت انتشار بر هم عمودند. قاعدهٔ دست راست: اگر انگشتان دست راست را در جهت $\vec{E}$ بگیریم و به سمت $\vec{B}$ خم کنیم، انگشت شست جهت انتشار موج را نشان می‌دهد.

در این شکل $\vec{E}$ در جهت محور $y$ و جهت انتشار در خلاف جهت محور $z$ است. $\vec{B}$ باید بر هر دو عمود باشد، پس در راستای محور $x$ است. با ضرب برداری بردارهای یکه، جهت آن را پیدا می‌کنیم:

$$\vec{j} \times \vec{i} = -\vec{k}$$

یعنی اگر $\vec{E}$ در جهت $\vec{j}$ و $\vec{B}$ در جهت $\vec{i}$ باشد، انتشار در جهت $-\vec{k}$ (خلاف جهت محور $z$) است؛ همان چیزی که سؤال گفته. پس میدان مغناطیسی در جهت محور $x$ است.