електромагнитно поле енергия

електромагнитно поле енергия - количествена характеристика на електромагнитна вълна енергия. Енергията на електромагнитното поле променлив електрически ток може да бъде установена чрез измерване на работата, извършена от електромагнитно поле (сила на Лоренц) от превозвачи на електрическия заряд.

От дефиницията на електрическо поле Е и магнитната индукция B поле следва експресията на стр. направено на движещи се заряди на единица обем за единица време:

при което - вектор електрически ток плътност; ф # 945; - скоростта на разпределено пространство, чрез заплащане # 945;, с плътност # 961; # 945; ; сумиране е над всички видове пространство такси (електрон такси във вакуум метали и йонни такси в газове и електролити; ... свързани пространствени разходи са част от неутрални молекули на диелектрици и магнетизъм, и т.н.), участващи във взаимодействието с електромагнитно. област.

Това се тълкува като енергийната плътност на електромагнитно поле вектор

- като електромагнитно поле плътност енергия поток (Umov - теорема и вектор на пойнтинг на Уравнение (2) поема смисъла на закона на изменение на енергия от електромагнитното поле интеграция на уравнение (2) дава произволен обем V ..

където енергията на електромагнитното поле в обем V на; - Feed

електромагнитно поле енергия, произтичащи от обема V чрез ограничаване на повърхността S; N - нормално към външната повърхност; -Power, електромагнитно. поле във взаимодействието с разходите и течения, които са в обем V.

Като мощност P в закона на електромагнитни енергийни промени (2 *) означава, че електромагнитното поле могат да обменят енергия с материални тела, промяна на тяхната вътрешна (топлинна) и механична енергия. Примери за предаване на електромагнитни органи поле енергия материал може да се нагрява, докато тече електрически проводници. ток (топлинно нагряване) и ponderomotive (механично) на въздействието на електромагнитните. полета поставени в тях диелектрици, магнитни материали и тоководещи проводници (вж. ponderomotive сила). Обратният процес (електромагнитна възбуждане. Поле) притежава, например, в електромагнитното поле генератор (по-специално, в машини динамо).

При разглеждането на електромагнитни. взаимодействие в среда, характеризираща се с наличието на свързани такси # 961, и съобщителен трафик в резултат от тяхното електрически токове jsv. обичайно в р плътност на мощността разпределя част PCV = jsvE. изразходвани за поляризация и намагнитване на средата. Съответстваща операция плътност включва вакуум (етер), плътността на електромагнитна енергия (3) на първия план от лявата страна (2) се превръща в

Възможност да се тълкува (4) като промяна в електромагнитно поле енергийна плътност за единица време е по същество независима от естеството на материала (отношения връзка D и В вектори с Е и Н). присъщи на дадена среда.

За среди, в които стойностите на D и В в произволна точка в пространството в даден момент са единични ценен функции в една и съща точка в пространството и в същото време стойността на Е и Н от време, с D = D (Е), B = B (Н) и (4) може да се разглежда като промяна в електромагнитно поле енергийна плътност.

като подробно термодинамична значение: това е разликата между вътрешната енергия на обема на единица вещество в присъствието и отсъствието на поле със същата плътност, и ентропията (или промяната в свободна енергийна плътност на вещество, свързани с появата на областта на състоянието на постоянна плътност и температура). По-специално, за линеен изотропна среда в отсъствие на дисперсия и абсорбция (D = ее. В = тН. Е = д * = конст, т = М * = конст) (х 3) под формата

В случай на абсорбираща среда единствен energetich. интерпретация зам. членове на уравнение (2) и експресия (4) въз основа на материалните съотношения на общата форма е невъзможно, и термодинамични. понятия (вътрешни и свободна енергия) е, строго погледнато, не са приложими. ние трябва да използваме конкретния модел на околната среда, за да намерите най-електромагнитно поле енергия в разсейване медии.

Същото важи и за диспергираща среда, тъй като по силата на Kramers - Kronig отношения дисперсионна среда е, като цяло, и абсорбент. Въпреки това, за широк спектър от реални физически условия, които позволяват пренебрегване разсейване на енергията на електромагнитното поле, изразът за електромагнитно поле енергия плътност може да бъде идентифициран, без намесата микроскопичен. Сред теории.

Той успява да направи за електромагнитна. quasimonochromatic поле - полета с честоти с бавно различна амплитуда Е0 на време (Т), H0 (т)

в линейни среда. Средният период на вълна (2 т / т) на електромагнитно поле енергийна плътност е от формата

където ЕИК. МИК - матрични елементи на диелектрика на тензор. и магнезий. пропускливост на средата, EI. Ек. Здравейте. Hk - проекция вектори Е и Н на оста на координатната, бара обозначава средно през периода на вълните над повтаря индекси сумиране.

Плътността на енергията на електромагнитното поле (5) при горните условия има същото значение, както е термодинамично (х 3), (** 3) за не-разсейване nondispersive среда. С други думи, равновесни Phys на. среда присъствие на квази-монохроматичен електромагнитни полета може да доведе само за генериране на топлина (абсорбция на електромагнитна енергия). Следователно, по-специално, трябва да nonnegativeness плътност на електромагнитна енергия, дадена от (5), за произволен равновесие среда. За разлика от това nonequilibrium среда (напр. Плазмата прониква лъч заредени частици) под действието на електромагнитното поле може да се даде, за да не се абсорбира топлина, и в среда на електромагнитно поле енергийна плътност (5) може да otritsat. стойности (виж. например. чл. вълни в плазмата).

От гледна точка на квантовата електромагнитното поле е ансамбъл от фотони, всеки един от които има енергията и импулса, където w - излъчване честота, к - вълна вектора. Такова представяне е необходимо в областта разследване взаимодействието с квантови обекти (напр. С квантов генератор) е удобен за изследване на обмен на енергия между областта и класическата. изисква. частици, абсорбиращи, излъчващи и разсейване electromagneti. вълни (напр., когато се обмисля Ефект на Черенков, стационарно облъчване). Плътността на енергията на фотонния газ е в термодинамичен. равновесие с околните материалните тела с температура се дава от Т.

където а = 7,91 • 10 -15 ерг / K -4 cm -3. temperatupa T в градуси по Келвин.

Литература за електромагнитната енергия

Там I. Е. Основи на теорията на електроенергия, 10 изд. М. 1989;
Stratton J .. А. теорията на електромагнетизма, транс. от английски език. Москва Ленинград 1948
Леонтович MA Въведение в термодинамиката. Статистическа физика, М. 1983.

Новини
Knights етер теория