Dubbio deduzione onde elettromagnetiche
Salve a tutti. Scrivo perchè nutro un dubbio sulla deduzione delle onde elettromagnetiche dalle equazioni di Maxwell. La condizione iniziale è che ci troviamo nel vuoto e non vi sono cariche o sorgenti, dunque densità di carica e densità di corrente sono nulli. Provo a pensare ad un'onda piana polarizzata rettilinearmente che si propaga lungo l'asse x. Per la condizione iniziale la divergenza del campo elettrico è nulla e a questo punto si afferma che la derivata parziale rispetto a y della componente y del campo elettrico e la derivata parziale rispetto a z della componente z del campo elettrico sono nulle. Però ciò mi sembra molto strano, infatti se penso all'onda che si propaga lungo l'asse x con campo elettrico parallelo a y e dunque campo magnetico parallelo a z significherebbe che, dato un punto sull'asse di propagazione dove ad esempio il campo elettrico ha un certo valore $E$, allontanandomi indefinitamente da quel punto lungo l'asse y il valore del campo (che ha solo componente lungo y) si mantiene costante. Più avanti nella dimostrazione (nella parte sul rotore del campo elettrico) si afferma che anche la derivata parziale rispetto a z della componente y del campo elettrico è nulla: ma quindi (tornando all'esempio su) anche allontanandomi lungo z da un punto lungo l'asse di propagazione il valore del campo elettrico resta costante??? In definitiva ciò che mi chiedo è come sia possibile che pur allontanandomi a piacimento dall'asse di propagazione dell'onda il campo elettrico(e analogamente quello magnetico) restino costanti.
Risposte
Le onde piane non esistono in natura (proprio per i motivi che citi tu!). Sono importanti perchè osservi che esse risolvono le equazioni di maxwell (sono soluzioni particolari).
E una qualsiasi onda $ \vec A(x,y,z,t)$ soluzione delle eq. di Maxwell puoi scriverla come sovrapposizione di onde piane:
$\vec A(x,y,z,t) = C\int_{-\infty}^{\infty} A(\omega,\vec k) e^{i\vec k\cdot \vec x-i\omega t}d^3 k d\omega$
Non so se questo risponde alla tua domanda
E una qualsiasi onda $ \vec A(x,y,z,t)$ soluzione delle eq. di Maxwell puoi scriverla come sovrapposizione di onde piane:
$\vec A(x,y,z,t) = C\int_{-\infty}^{\infty} A(\omega,\vec k) e^{i\vec k\cdot \vec x-i\omega t}d^3 k d\omega$
Non so se questo risponde alla tua domanda