В случае плоских волн эти функции есть функции аргументов и ; - нормаль к поверхности фронта волны.
,
Вектор - волновой вектор, где - волновое число. Запишем соотношения:
Первое слагаемое содержит и поперечную и продольную составляющую. Второе слагаемое приводит к продольной составляющей. Чтобы в поле не было продольных составляющих надо положить и надо , т.е. чтобы поле было только поперечным нужно ввести калибровку:
Вообще-то следует из уравнения Максвелла .
Рассмотрим теперь:
Тогда:
Т.е. и ортогональны. Более того
Т.е. и ортогональны. В результате образовалась правая тройка векторов. Ортогональность вектора векторам и означает поперечность волны.
Рассмотрим вектор Пойнтинга:
Для поперечных волн , тогда:
Найдём выражение для , выраженное через одно из полей:
Тогда
Связь вектора Пойнтинга с плотностью энергии:
Значит, направлен по вектору нормали распространения фронта волны