Вопр_гос_эк_ЭД и РРВ / Плотность энергии э_м поля

Плотность энергии электромагнитного поля, определение вектора Поинтинга, поток энергии переносимый плоской электромагнитной волной

Объемная плотность энергии (Джоуль/метр) электрического и магнитного полей в электромагнитной волне, распространяющейся в однородной среде, равна

,

здесь введены следующие обозначения (Вольт/метр) – напряженность электрического поля, (Ампер/метр) - напряженность магнитного поля, и - абсолютные электрическая и магнитная постоянные, удовлетворяющие условию м/c – скорость света в вакууме, и - относительные электрическая и магнитная проницаемости среды. Из соотношений между модулями векторов и полей в электромагнитной волне

следует, что объемные плотности энергии электрического и магнитного полей в электромагнитной волне равны, при этом выражение для принимает следующий вид

,

где - фазовая скорость распространения волны в среде.

Для плоской монохроматической волны, в которой электрическое и магнитное поля имеют зависимости

, ,

определяется среднее за период значение плотности энергии

,

величина которой пропорциональна квадрату амплитуд электрического , либо магнитного полей.

Вектор Поинтинга

.

определяет направление и величину потока энергии, переносимого электромагнитной волной. Единицей измерения вектора является Ватт/м²=Джоуль/с м², он численно равен энергии, переносимой волной в единицу времени через квадратный метр поверхности. Направление вектора Поинтинга совпадает с направлением волнового вектора .

Интенсивностью монохроматической волны называют среднее значение модуля вектора Поинтинга

.

Интенсивность плоской монохроматической волны сохраняется при её распространении в пространстве, интенсивность сферической монохроматической волны убывает с расстоянием обратно пропорционально .