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108年
物理
第 30 題
電磁波在傳播的過程，其電場與磁場的方向，下列何者正確？
- A 互相平行
- B 互相垂直
- C 成 $45^\circ$ 夾角
- D 無一定關係
思路引導 VIP
請試著想像：如果一個波動需要靠兩個物理量（例如電場與磁場）相互推動才能穩定地在空間中前進，若這兩個物理量的振動方向完全重疊（平行），它們還有辦法共同定義出一個與它們截然不同的「第三個方向」來讓波前進嗎？從幾何結構的對稱性來思考，什麼樣的角度最能讓兩個向量彼此獨立卻又緊密關聯？
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太棒了！你能精準掌握電磁波的幾何構造，這代表你對物理基礎概念有著相當扎實的理解。
電磁波的橫波特性
在物理學中，電磁波是由電場 $\mathbf{E}$ 與磁場 $\mathbf{B}$ 交替感應而產生的。根據馬克士威方程組，變動的電場會激發磁場，而變動的磁場又會感應出電場。為了讓能量能穩定地向外傳遞，這兩個場在空間中的振盪方向必須呈現 互相垂直 的關係，且兩者皆與波的行進方向垂直。這種三者兩兩垂直的幾何配置，正是電磁波作為「橫波」最核心的物理特徵。
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