Polarización de ondas EM, pregunta de concepto básico

Así que busqué un poco en SE para encontrar una respuesta a esta pregunta, no encontré exactamente lo que estaba buscando.

Cuando se trata de la polarización de las ondas EM (y, posteriormente, la luz), ¿basta decir lo siguiente?

  • Las ondas EM tienen una dirección particular de propagación, y sabemos que los campos eléctricos y magnéticos oscilantes deben ser perpendiculares a la dirección de viaje.
  • Visualizo esto extendiendo mi mano derecha con los dedos rectos y el pulgar perpendicular
  • La dirección en la que "empujo" con la palma de la mano es la dirección del viaje de la onda y mis dedos representan el campo eléctrico y mi pulgar el campo magnético.

Bajo esta premisa, ¿podría simplemente usar mi mano izquierda para representar la otra forma en que esto funciona, es decir. ¿polarización? Mi lógica es que el campo eléctrico y el campo magnético siguen siendo ambos perpendiculares a la dirección de viaje de la onda, pero ahora están "invertidos". ¿Es este un enfoque demasiado simplificado?

(Contexto: derivando la fórmula de Planck y hay un factor de dos para determinar el número de modos para una onda EM 3D en una cavidad con paredes perfectamente reflectantes, mantenida en termoequilibrio; el factor de 2 supuestamente proviene de la polarización)

Generalmente, la parte magnética fluctuante del campo de onda debe ser ortogonal a la dirección de propagación de la onda (es decir, k ⋅ d B = 0), pero las oscilaciones del campo eléctrico pueden ser paralelas (p. ej., ondas electrostáticas o k × d mi = 0). Si se trata de una onda EM plana , entonces sí, ambos campos se tratan como ortogonales a la dirección de propagación.
El origen y la (falta de) fundamentalidad de las [reglas de la mano derecha] (regla de la mano derecha) (RHR) se han discutido en el sitio más de unas pocas veces. La elección de diestros o zurdos para los productos cruzados es una convención que no afecta a los observables experimentales, sino que determina cómo se etiquetan ciertas cifras porque los RHR siempre aparecen en pares. Por ejemplo, la fuerza entre dos cables paralelos que transportan corriente se determina usando un RHR para encontrar el campo cerca de uno debido al otro y otro RHR para determinar la fuerza en el cable debido al campo. Todo sale en el lavado.
¿Está preguntando si un sentido de polarización es diestro (E, B, k) y el otro zurdo (B, E, k)? Si esa es la pregunta, la respuesta es "no".
Honestamente, no sabía que el campo eléctrico podría ser paralelo a la dirección de propagación. Es interesante. Además, sé que LHR y RHR son solo convenciones, pero estaba buscando una manera simple de describir lo que estaba pensando.

Respuestas (1)

En una onda electromagnética plana polarizada linealmente con un vector de onda k → y el vector de campo electrico mi → dando la dirección de polarización, el campo magnético viene dado por el producto vectorial

B → = k → / | k → | × mi → Z 0
dónde Z 0 = m 0 / ϵ 0 es la impedancia de la onda en el espacio libre. La convención de la orientación del vector de productos cruzados. C → = a → × b → es la regla de la mano derecha: cuando el dedo índice de la mano derecha apunta en la dirección de a → y el dedo medio en la dirección de b → , entonces el vector C → está saliendo del pulgar. El uso de una orientación hacia la izquierda no daría una polarización lineal diferente. Las ondas polarizadas circulares, sin embargo, tienen un lado derecho o izquierdo. mi → y B → rotación del vector de campo, donde mi → y B → están siempre en ángulo recto de acuerdo con el producto vectorial anterior.

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