Электромагнитные волны распространяются в вакууме с постоянной скоростью, равной скорости света ( c ), которая составляет примерно ( 3 \times 10^8 ) метров в секунду. Это явление связано с фундаментальными свойствами электрических и магнитных полей, описанными уравнениями Максвелла.

Уравнения Максвелла — это набор из четырех уравнений, которые описывают поведение электрических и магнитных полей. Они формулируются следующим образом:

Закон Гаусса для электрического поля: описывает, как электрические заряды создают электрические поля.Закон Гаусса для магнитного поля: утверждает, что нет "магнитных заряженных частиц" (магнитных монополей), и магнитные поля замкнуты.Закон Фарадея: показывает, как переменное магнитное поле создает электрическое поле.Закон Ампера—Максвелла: подчеркивает, как движущиеся электрические заряды создают магнитное поле и как изменяющееся электрическое поле также создает магнитное поле.

Когда мы комбинируем эти уравнения, особенно закон Фарадея и закон Ампера—Максвелла, мы получаем волновое уравнение для электромагнитных волн. Это уравнение показывает, что электрическое и магнитное поля, изменяясь во времени, создают друг друга и, следовательно, могут распространяться в пространстве.

Скорость распространения электромагнитных волн в вакууме ( c ) может быть выведена из соотношения:

[
c = \frac{1}{\sqrt{\epsilon_0 \mu_0}},
]

где ( \epsilon_0 ) — электрическая постоянная (проницаемость вакуума по электрическому полю), а ( \mu_0 ) — магнитная постоянная (проницаемость вакуума по магнитному полю). Эти константы являются фундаментальными свойствами вакуума и определяют, как электрические и магнитные поля взаимодействуют и распространяются в пространстве.

Таким образом, постоянная скорость распространения электромагнитных волн в вакууме является следствием свойств электрического и магнитного полей и их взаимодействия, описанных в уравнениях Максвелла.