¿Cómo sabemos que el campo eléctrico y magnético oscilan perpendicularmente en ondas electromagnéticas?

Hay formas teóricas y experimentales para descubrir la orientación perpendicular de los campos. Las leyes fundamentales son las ecuaciones de Maxwell. Las ondas pueden asumir otros ángulos dentro de la materia o en proximidad a la fuente radiante, por lo tanto, estas no son reglas estrictas para todas las condiciones, pero se aplican en regiones lineales donde la densidad de corriente es cero, y eso incluye el vacío.

La condición matemática para la relación perpendicular se muestra para un medio lineal no magnético para una onda sinusoidal a frecuencia fija [matemáticas] \ omega [/ matemáticas] y permitividad [matemáticas] \ epsilon [/ matemáticas] como la siguiente ecuación de Maxwell:

[matemáticas] \ nabla \ times \ vec {\ mathbf {H}} = \ mathbf {J} + j \ omega \ epsilon \ vec {\ mathbf {E}} [/ math]

En regiones donde la densidad de corriente [math] \ mathbf {J} = 0 [/ math] entonces el rotor del campo magnético [math] \ vec {\ mathbf {H}} [/ math] es proporcional a [math] \ vec {\ mathbf {E}} [/ math] haciendo que los dos vectores sean perpendiculares.

Hoy es bastante fácil verificar esto experimentalmente en el aire. Hay sensores de campo eléctrico y magnético y el campo se puede mapear con precisión. La demostración más simple es usar ondas de radio polarizadas lineales. Si un walkie talkie transmite con una antena vertical en forma de látigo, en el lado receptor si gira la antena, la recepción se anula cuando la antena es horizontal (es decir, E es vertical) pero si usa un pequeño bucle de cable en el receptor, responda a la parte H y la mejor recepción es horizontal.