Вектор Умова-Пойнтинга

Что такое вектор Умова-Пойнтинга

Определение

Вектор Умова-Пойнтинга (S) — это физическая величина, которая показывает количество энергии, протекающее за единицу времени через единицу площади поперечного сечения волны. Его единицей СИ является ватт на квадратный метр (Вт / м 2 ).

Расчет потока энергетического поля, который обычно обозначается S или N, следующий:

\(S\;=E\;x\;Н\)

Где E — напряженность электрического поля, H — напряженность магнитного поля.

Направлен S перпендикулярно E и H — и параллельно распространению электромагнитной волны.

Скорость переноса энергии при помощи вектора Пойнтинга постоянна и равна скорости ее распространения в пространстве. Изначально, понятие вектора как потока энергии в разных веществах ввел Н.А. Умов.

Связь вектора Умова – Пойнтинга с импульсом электромагнитного поля

Вектор связан с энергетическим импульсом. Волна, поглощаясь или отражаясь от некоторой поверхности, передаёт ей часть своего импульса и усиливает световое давление.

Этот эффект впервые наблюдал П. Н. Лебедев в 1899 году.

Поэтому, чтобы узнать импульс в той или иной области пространства, достаточно простого измерения: проинтегрировать данный вектор по объёму.

Усредненный по времени вектор Пойнтинга

Средний поток энергии в единицу времени часто более полезен, и может быть найден при помощи аналитического представления электрических и магнитных полей.

Модуль вектора имеет значение количества энергии, переносимой через единичную площадь, нормальную к S, в единицу времени. Своим направлением он характеризует направление переноса энергии.

Формулировка с точки зрения микроскопических областей

«Микроскопическая» (дифференциальная) версия уравнений Максвелла допускает только поля: электрическое E и магнитное B. Используются только вакуумная диэлектрическая проницаемость и проницаемость.

При использовании этой модели:

\(S\;=\;1/\mu0\;E\;x\;B\)

Где μ0 — вакуумная проницаемость (Физическая константа μ0 , («мю ноль», является магнитной проницаемостью в классическом вакууме), E — электрическое поле, B — магнитное поле.

Насколько полезной была для вас статья?

Рейтинг: 5.00 (Голосов: 1)

Заметили ошибку?

Выделите текст и нажмите одновременно клавиши «Ctrl» и «Enter»