कल्पना कीजिए कि निर्वात में एक वैध्यूतचुंबकीय तरंग का विध्यूत क्षेत्र $E =\left\{(3.1 N / C ) \cos \left[(1.8 rad / m ) y +\left(5.4 \times 10^{6} rad / s \right) t\right]\right\} \hat{ i }$ है।
$(a)$ तरंग संचरण की दिशा क्या है?
$(b)$ तरंगदैर्घ्य $\lambda$ कितनी है?
$(c)$ आवृति $v$ कितनी है?
$(d)$ तरंग के चुंबकीय क्षेत्र सदिश का आयाम कितना है?
$(e)$ तरंग के चुंबकीय क्षेत्र के लिए व्यंजक लिखिए।
$(a)$ From the given electric field vector, it can be inferred that the electric field is directed along the negative $x$ direction. Hence, the direction of motion is along the negative y direction i.e., - $j$
$(b)$ It is given that, $\vec{E}=3.1 N / C \cos \left[(1.8 rad / m ) y+\left(5.4 \times 10^{8} rad / s \right) t\right] \hat{i}\dots(i)$
The general equation for the electric field vector in the positive x direction can be written
as:
$\vec{E}=E_{0} \sin (k x-\omega t) \hat{i}\ldots(ii)$
On comparing equations $(i)$ and $(ii)$, we get Electric field amplitude,
$E _{0}=3.1 N / C$
Angular frequency, $\omega=5.4 \times 10^{8} rad / s$
Wave number, $k =1.8 rad / m$
Wavelength, $\lambda=\frac{2 \pi}{1.8}=3.490 m$
$(c)$ Frequency of wave is given as
$v=\frac{\omega}{2 \pi}$
$=\frac{5.4 \times 10^{8}}{2 \pi}=8.6 \times 10^{7} Hz$
$(d)$ Magnetic field strength is given as
$B_{0}=\frac{E_{0}}{c}$
Where,
$c=$ Speed of light $=3 \times 10^{8} m / s$
$\therefore B_{0}=\frac{3.1}{3 \times 10^{8}}=1.03 \times 10^{-7} T$
$(e)$ On observing the given vector field, it can be observed that the magnetic field vector is directed along the negative $z$ direction. Hence, the general equation for the magnetic field vector is written as:
$\vec{B}-B_{0} \cos (k y+\omega t) k$
$=\left\{\left(1.03 \times 10^{-7} T\right) \cos \left[(1.8 r a d / m) y+\left(5.4 \times 10^{6} r a d / s\right) t\right]\right\} k$
एक विधुत चुम्बकीय तरंग का चुम्बकीय क्षेत्र सदिश $B = B _{ o } \frac{\hat{ i }+\hat{ j }}{\sqrt{2}} \cos ( kz -\omega t )$ से दिया गया है, जहाँ $\hat{ i }$ तथा $\hat{j}$ क्रमशः $x$ तथा $y$-अक्ष के अनुदिश मात्रक सदिश है। $t =0 \,s$ पर दो विधुत आवेश $4 \pi$ कूलाम का $q _{1}$ तथा $2 \pi$ कूलाम $q _{2}$ क्रमशः $\left(0,0, \frac{\pi}{ k }\right)$ तथा $\left(0,0, \frac{3 \pi}{ k }\right)$ पर रखे गये है जिनके समान वेग $0.5 \,c$ $\hat{ i }$ हैं, (जहाँ $c$ प्रकाश का निर्वात में वेग है।) आवेश $q _{1}$ पर कार्यरत बल तथा आवेश $q _{2}$ पर कार्यरत बल का अनुपात होगा।
एक $110\,W$ के प्रकाश बल्ब की लगभग $10\,\%$ शक्ति दृश्य विकिरण में परिवर्तित होती है। बल्ब से $1\,m$ की दूरी से $5\,m$ की दूरी तक दृश्य विकिरण की औसत तीव्रताओं में आया अंतर $a \times 10^{-2}\,W / m ^2$ है। ' $a$ ' का मान $..............$ होगा।
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
$100Hz$ आवृत्ति के प्रकाश की तरंगदैध्र्य होगी
$\mu_0$ चुम्बकशीलता एवं $\varepsilon_0$ परावैद्युतांक वाले मुक्त आकाश में किसी समतल वैद्युतचुम्बकीय तरंग के चिम्बकीय क्षेत्र के परिमाण एवं विद्युत क्षेत्र की तीव्रता के परिमाण का अनुपात है : (दिया है, $c$ - मुक्त आकाश में प्रकाश का वेग)