En una guía de ondas metálicas, suponemos que las paredes son conductores perfectos. Si la tangente del campo E a una pared no fuera cero, entonces habría una corriente de superficie infinita en ese punto, lo que no está permitido. Si intenta enviar una onda TEM (campo eléctrico y magnético transversal) por una guía de onda rectangular, entonces en algún lugar (casi en todas partes en al menos dos paredes) habrá un campo E tangencial distinto de cero. Esa es la respuesta a su pregunta, pero siga leyendo si desea saber cómo una onda TE (campo eléctrico transversal solamente) puede propagarse por una guía de onda rectangular.
Si dos ondas planas de la misma frecuencia y amplitud (idealmente de la misma fuente) se cruzan entre sí, habrá lugares donde las ondas se cancelarán entre sí (interfieren destructivamente). Visualice dos ondas planas que se propagan en la página con un campo E vertical. Una onda ingresa a la página en ángulo hacia la izquierda y la otra en el mismo ángulo hacia la derecha. Habrá planos verticales perpendiculares a la página sobre la cual las ondas se cancelarán exactamente. En todas partes en estos planos, las olas se cancelan. Los planos se repiten periódicamente con un espacio particular que depende de la longitud de onda y el ángulo.
Los planos de cancelación perfecta no se mueven con el tiempo. Dado que el campo E es cero todo el tiempo y en todas partes del avión, podría colocar una pared perfectamente conductora donde reside el avión de cancelación. Si hiciera eso en dos planos adyacentes, tendría una guía de onda de placa paralela. Podemos descartar todos los campos que no están entre los planos verticales. Como el campo E es vertical, no tendría un componente tangencial a ninguna pared conductora horizontal, por lo que podríamos agregar paredes horizontales superiores e inferiores y luego descartar todo el campo que no esté entre las paredes horizontales.
Lo que nos queda es una guía de onda rectangular con un campo E que tiene un componente tangencial cero en cada pared. En otras palabras, este campo E particular satisface las condiciones de contorno para la guía de onda y se propagará. El campo es la superposición de dos ondas planas que viajan. El campo E de cada onda es transversal al eje de la guía de ondas, por lo que el campo E de las ondas superpuestas también es transversal. Sin embargo, los campos magnéticos de cada onda no son transversales al eje de la guía de ondas, ni el campo magnético de las ondas superpuestas.
Las dos ondas van rebotando de un lado a otro por la guía de ondas, cancelándose exactamente entre sí en las paredes verticales. Por lo tanto, el campo (o modo) que viaja por la guía de onda es la superposición de dos ondas planas, cada una de las cuales es TEM en su dirección de propagación, pero se combinan para producir un campo que tiene un campo magnético no transversal.
Incidentalmente, dado que las ondas rebotan de un lado a otro, les lleva más tiempo alcanzar el final de la guía de ondas que una onda TEM, si pudiera propagarse. Por lo tanto, la velocidad del grupo (la velocidad de propagación de la energía y la información) por la guía de onda en este caso es menor que la velocidad de la luz.
