कल्पना कीजिए कि एक वैध्युतचुंबकीय तरंग के विध्युत क्षेत्र का आयाम $E_{o}=120 N / C$ है तथा इसकी आवृत्ति $v=50.0 \,MHz$ है। $(a)$ $B_{0}, \omega, k$ तथा $\lambda$ ज्ञात कीजिए, $(b)$ $E$ तथा $B$ के लिए व्यंजक प्राप्त कीजिए।
Electric field amplitude, $E _{0}=120 N / C$
Frequency of source, $v=50.0 MHz =50 \times 10^{6} Hz$
Speed of light, $c=3 \times 10^{8} m / s$
$(a)$ Magnitude of magnetic field strength is given as:
$B_{0}=\frac{E_{0}}{c}$
$=\frac{120}{3 \times 10^{8}}$
$=4 \times 10^{-7} T=400 nT$
Angular frequency of source is given as:
$\omega=2 \pi \nu=2 \pi \times 50 \times 10^{6}$
$=3.14 \times 10^{8} rad / s$
Propagation constant is given as:
$k=\frac{\omega}{c}$
$=\frac{3.14 \times 10^{8}}{3 \times 10^{8}}=1.05 rad / m$
Wavelength of wave is given as:
$\lambda=\frac{c}{v}$
$=\frac{3 \times 10^{8}}{50 \times 10^{6}}=6.0 m$
$(b)$ Suppose the wave is propagating in the positive $x$ direction. Then, the electric field vector will be in the positive y direction and the magnetic field vector will be in the positive z direction. This is because all three vectors are mutually perpendicular. Equation of electric field vector is given as:
$\vec{E}=E_{0} \sin (k x-\omega t) j$
$=120 \sin \left[1.05 x-3.14 \times 10^{8} t\right] j$
And, magnetic field vector is given as:
$\vec{B}=B_{0} \sin (k x-\omega t) k$
$\vec{B}=\left(4 \times 10^{-7}\right) \sin \left[1.05 x-3.14 \times 10^{8} t\right] k$
यदि $\overrightarrow E $ एवं $\overrightarrow B $ क्रमश: विद्युत चुम्बकीय तरंग के विद्युत क्षेत्र सदिश एवं चुम्बकीय क्षेत्र सदिश को व्यक्त करते हैं तो विद्युत चुम्बकीय तरंग संचरण की दिशा निम्न में से किसकी दिशा में होगी
विद्युत चुम्बकीय तरंग किसी माध्यम में संचरित होती है, माध्यम की आपेक्षिक चुम्बकशीलता $1.3$ एवं आपेक्षिक विद्युतशीलता $2.14$ है। इस माध्यम में विद्युत चुम्बकीय तरंग की चाल होगी
नीचे दो कथन दिये गये है-
कथन $I :$ एक समय परिवर्ती विद्युत क्षेत्र, परिवर्ती चुम्बकीय क्षेत्र का स्त्रोत है तथा इसका विपरीत भी सत्य है। इस प्रकार विद्युत क्षेत्र या चुम्बकीय क्षेत्र में विक्षोभ विद्युत चुम्बकीय तरंगें उत्पन्न करता है।
कथन $II:$ किसी पदार्थ में विद्युत चुम्बकीय तरंग चाल $v =\frac{1}{\sqrt{\mu_0 \varepsilon_0}}$ से गति करती है।
उपरोक्त कथनों के आधार पर, नीचे दिये गये विकल्पों में से सही उत्तर का चयन कीजिए।
$100Hz$ आवृत्ति के प्रकाश की तरंगदैध्र्य होगी
मुक्त आकाश में गतिमान किसी विधुतचुम्बकीय तरंग के लिए, विधुत क्षेत्र एवं चुम्बकीय क्षेत्र के कारण औसत ऊर्जा घनत्वों, $\left( U _{ e }\right)$ और $\left( U _{ m }\right)$ में सम्बन्ध होगा :