Електромагнитни вълни

От закона на Фарадей за магнитната индукция следва, че всяко изменение на потока на магнитната индукция през повърхнината, ограничена от затворен проводников контур води до възникване на ток (индукционен) в проводника, т.е. до възникване на ЕДН в проводника. Какъв е характерът на силите, които водят до възникването на индукционния ток ? През 60-те години на 19-ти век британският физик Максуел обобщава откритите опитно закономерности за електричните и магнитните явления и изказва хипотезата, че всяко променливо магнитно поле възбужда в околното пространство електрично поле, което е причината за възникване на индукционен ток в контура. Самият проводник, в който се появява ЕДН е фактически само уред за установяване на наличието на това електрично поле. Хипотезата на Максуел дава възможност за възникване на идеята за единно електромагнитно поле. Електричното и магнитното поле съществуват самостоятелно само ако не се променят с времето. Променливите полета са свързани помежду си променливото магнитно поле поражда променливо електрично поле, което от своя страна създава променливо магнитно поле и т.н. В основата на създадената единна теория на електромагнитното поле лежат така наречените уравнения на Максуел, които играят в електродинамиката (науката за електричните и магнитните явления) роля, аналогична на тази, която играят в класическата механика принципите на Нютон.

Уравненията на Максуел лежат в основата на теоретичните основи на съвременната техника електротехниката, радиотехниката, електрониката, съвременната оптика, компютърната техника и т.н.

Непосредствено следствие от уравненията на Максуел е съществуването на електромагнитни вълни, които се разпространяват във вакуум със скоростта на светлината, а самата светлина също е електромагнитна вълна. Самите електромагнитни вълни са били открити експериментално 8 години след смъртта на Максуел, през 1887 г. от Хайнрих Херц. За разлика от механичните вълни, които представляват разпространяващи се трептения на частиците от средата, при електромагнитните вълни става дума за трептене на векторите на интензитета на електричното и на магнитното поле. Електромагнитните вълни се разпространяват и във вакуум.

Като следствие от уравненията на Максуел може да се докаже (ние няма да приведем тук доказателството), че в еднородна и изотропна среда, далеч от зарядите и токовете интензитетът на електричното поле и интензитетът на магнитното поле в произволно избрана декартова координатна система удовлетворяват вълновото уравнение.

или D = D = (1)

(виж темата Вълново уравнение), където е големината на скоростта на разпространение на вълната, е относителната диелектрична проницаемост на средата, относителната магнитна проницаемост на средата, електричната константа, магнитната константа, е големината на скоростта на разпространение на светлината във вакуум. Във вакуум = = 1, следователно v = c = 300 000 km/s; в среда

>1, следователно v < c.