Плътността на електромагнитна вълна

Електромагнитна радиация индукция / е съотношението на електромагнитна енергия W, времето за преминаване през Т-лъчи, перпендикулярна на повърхността S, продукт на областта S във времето т:

В действителност, това електромагнитно излъчване на енергия (енергия за единица време), преминаващ през повърхност единица. Плътността на радиация поток в SI изразена във ватове на квадратен метър (W / m 2). Понякога това количество се нарича интензитет на вълната.

I експресират плътността на електромагнитна енергия и размножаване скорост S. Ние изберете повърхността S, перпендикулярна на греди и да се конструира като основа за формиране на цилиндъра с в т (фиг. 7.6). Цилиндричен обем V = Sc т. Енергията на електромагнитно поле вътре в цилиндъра е равна на произведението на енергийната плътност на обем: W = C TS. Всичко това на енергия в момента тон ще се проведе над десния основата на цилиндъра. Следователно от (7.1), получаваме

т. е. радиация плътността на потока е равна на произведението на плътността на електромагнитна енергия при размножаването му скорост.

Намираме зависимост от плътността на радиация поток разстоянието от източника. За това ние трябва да се въведе друга нова концепция.

Зависимостта на плътността на радиация поток разстоянието от точката на източника. Енергията, която се предава електромагнитни вълни с течение на времето се разпределя върху по-голяма и по-голяма повърхност. Следователно, енергията се предава чрез единица повърхностна площ за единица време, т. Е. Плътността на радиация поток намалява с увеличаване на разстоянието от източника.

Поставяме точков източник в центъра на сфера с радиус R. Повърхностната площ на сферата S = 4 R 2. Ако се приеме, че източникът във всички посоки по време т излъчва общата енергия W, тогава

Плътността на радиация поток от точков източник е обратно пропорционална на квадрата на разстоянието от източника.

Зависимостта на плътността на потока на честотата. Излъчване на електромагнитни вълни се извършва при ускорено движение на заредени частици (вж. § 48). електрическа сила на полето и магнитната индукция са пропорционални на ускоряването на електромагнитна вълна излъчване частици. Ускорение хармонични трептения е пропорционална на квадрата на честотата. Следователно, електрически напрегнатост на полето и магнитната индукция е пропорционална на квадрата на честотата като:

електрически плътност поле енергия е пропорционална на квадрата на интензивността на полето. Енергията на магнитното поле, както може да се докаже, е пропорционална на квадрата на магнитната индукция. Пълен електромагнитно поле енергийна плътност е сумата на енергийната плътност на електрическите и магнитните полета. С оглед на формула (7.2) на плътността на радиация поток

Гъстотата на радиация поток е пропорционална на четвъртата власт на честотата.

Теорема и вектор на пойнтинг - вектор на енергия поток плътност Е - магнезий. област (в CGS система), където Е и Н - Електрически сила. и магнезий. полета. P. инча е равна модул брой на енергия се прехвърля на единица площ, която е перпендикулярна S. за единица време. Тъй като допирателна към границата между две компоненти на средата на Е и Н са непрекъснати, вектор S е непрекъснато на границата на две среди. Плътността на броя на трафика на електронната поща - магнезий. поле се определя от вектора S / C 2. Това съотношение е показан същественост д - Magn. област. P. инча част от тензора на електромагнитно поле енергия на импулса. Понятието P. инча се въвежда в теорема Sing-ntinga, 10 години след общата формулировка Н. А. Umovym (1874) концепциите на енергийния поток в околната среда, така че в IP. литература често се нарича Umov - Poynting.

Общото за всички вълни (независимо от тяхното естество) е, че размножаването им се извършва при прехвърлянето на енергия без прехвърлянето на вещество.

Енергийна прехвърля д / м енергията на морските вълни се състои от електрически и магнитни полета.

W Обемна плътност електромагнитна вълна енергия skla-dyval на насипна плътност небе електрически и магнитни полета (4.1)

Предвид на експресията (3.5), ние откриваме, че енергийната плътност на електрически и магнитни полета във всеки момент VRE-Meni идентична, т.е. =. Следователно (4.2)

Увеличаването на енергийна плътност w V на скоростта на разпространение на вълната в средата за получаване на модула на плътността на енергийния поток (4.3)

Тъй векторите Е и Н са перпендикулярни една на друга и образуват с посоката на разпространение на вълната дясната ръка система, посоката на вектора [EH] съвпада с посоката на пренос на енергия, и модула на този вектор е равна на поток плътността на електромагнит EN.Vektor план енергия nazyvaetsyavektorom Poynting на: S = [EH]. (4.4)

вектор S е насочено към раз-prostraneniya д / m вълна и големина е равна на енергията извършва чрез електромагнитна вълна на единица VRE-Meni през единица площ перпендикулярна-посоки депозитите на вълната.

Интензивност е свързано с вектор отношението на Poynting: