关于电磁波中电场和磁场相位差的探讨

关于电磁波中电场和磁场相位差的探讨肖军由麦克斯韦场方程知道，空间中变化的磁场B可以在其周围的空间产生变化电场E，变化的电场E又在周围空间产生变化磁场B，这种交替产生的振荡的电场和磁场在空间由远及近传播就是电磁波。当变化的磁场B达到最大值0B时，在其前方空间产生的变化电场E也同时达到最大值0E，并满足2200BE，（1）可见，麦克斯韦方程描述的就是这两个不在同一空间点上的相邻变化电场E和变化磁场B之间的变化关系，由于电场E和磁场B是在不同的空间点上同时达到最大值，又同时为零，可以断定它们的初相位不同，其初相位差就是在同一空间点处电场aE和磁场aB的相位差。我们知道，在同一空间点处电磁场的能量密度为22001122BwE（2）利用（1）式，（2）式可进一步写成形式为2200111222wEE22001111222EB0022001cos1cos11222krtkrtEB2222000011sincos2EkrtBkrt2222000011sincos2EkrtBkrt（3）显然，如果假设电磁场在传播过程中的能量密度是守恒的，在同一空间点处的磁场aB和电场aE就一定满足22220011aaEBEB（4）比较（3）、（4）两式可得到0000ReecosReecos/2ikrftaikrftaBBBkrftEEiEkrft（5）这就证明了麦克斯韦方程描述的电场E和磁场B不是同相位，而是相差/2。在麦克斯韦场方程中，电场E和磁场B之所以能够按同相位变化，是因为它们是在不同空间点上交替产生的电磁场，若比较同一点处的电磁场相位，就会发现它们是相差/2。