Strona głównaPytania → Na czym polega różnica między...

Na czym polega różnica między polem i promieniowaniem elektromagnetycznym?

Pytanie

Pyta Mariusz

Na czym polega różnica między polem i promieniowaniem elektromagnetycznym? Czy jest to tylko kwestia nazewnictwa? Czy jest możliwe, aby na przykład istniało pole świetlne?

Odpowiedź

Odpowiada dr hab. Piotr Sułkowski

Polem elektromagnetycznym określa się dowolną konfigurację pól elektrycznych lub magnetycznych w przestrzeni — ściślej rzecz ujmując, pole elektromagnetyczne to (z matematycznego punktu widzenia) pole wektorowe, które każdemu punktowi w przestrzeni przypisuje wektor pola elektrycznego lub magnetycznego. W szczególności takie pole może być stałe w przestrzeni lub czasie  — np. kondensator wytwarza (w przybliżeniu) stałe (niezależne zarówno od punktu w przestrzeni, jak i czasu) pole elektryczne pomiędzy jego okładkami; z kolei ładunek punktowy wytwarza pole elektryczne zmienne w przestrzeni (zależne od odległości od ładunku), ale niezależne od czasu; natomiast przewodnik z prądem stałym wytwarza zmienne w przestrzeni, ale niezależne od czasu pole magnetyczne. Słowo „pole” nie narzuca tutaj żadnego ograniczenia na to z jaką (w przestrzeni i czasie) konfiguracją pól elektrycznych i magnetycznych mamy do czynienia.

Natomiast przez promieniowanie elektromagnetyczne, zazwyczaj równoważnie nazywane falami elektromagnetycznymi, rozumiemy rozchodzące się w przestrzeni i samopropagujące zaburzenie pól elektrycznych i magnetycznych; „samopropagacja” pola na tym, iż zmiana (w czasie) składowej pola elektrycznego powoduje powstanie (zmiennej w czasie) składowej pola magnetycznego, która z kolei (jako zmienna) znowu indukuje (zmienne) pole elektryczne, itd. — w ten sposób zmienne w czasie pole elektromagnetyczne rozchodzi się w przestrzeni. Zatem promieniowanie elektromagnetyczne jest pewnym szczególnym przykładem pola elektromagnetycznego — tzn. każde promieniowanie jest przykładem pola, ale nie każde pole jest promieniowaniem. Przykładami promieniowania są fale radiowe, promienie rentgenowskie, czy też światło widzialne.

Jako że „promieniowanie” jest szczególnym przypadkiem „pola”, w zasadzie można by mówić o „polu świetlnym”. Jednakże takie określenia nie jest używane — światło samo w sobie jest promieniowaniem (czyli szczególnego rodzaju polem elektromagnetycznym), toteż opisując je używa się tego bardziej precyzyjnego określenia.