Объемная плотность энергии ЭМВ. Поток энергии. Вектор Умова – Пойнтинга

Объемную плотность энергии ЭМВ w можно найти как сумму объемной плотности энергии электрического поля w _эл и объемной плотности энергии магнитного поля w _м:

                                                                              (2.86)

Учитывая равенство (2.85) для объемных плотностей энергии, можно показать, что

                                                ,                                       (2.87)

тогда (2.87) можно переписать в виде

                              .                     (2.88)

Для характеристики процесса переноса энергии электромагнитной волной вводят поток энергии и плотность потока энергии.

Поток энергии F – скалярная физическая величина, равная энергии, переносимой электромагнитной волной через некоторую поверхность площадью s в единицу времени (рис. 2.24)

                                        .                               (2.89)

Плотность потока энергии  (ее также называют вектором Пойнтинга, или вектором Умова – Пойнтинга) – это векторная величина, численно равная энергии, переносимой через единичную площадку, перпендикулярную направлению распространения волны, в единицу времени [4].

                                       .                              (2.90)

Рис. 2.24

Вектор Умова – Пойнтинга можно представить и в таком виде:

                                     .                                     (2.91)

Вопросы и задания для самоконтроля к лекции 7

1. Сформулируйте определение электромагнитных волн и назовите основных их свойства?

2. Чему равна частота колебаний вектора индукции магнитного поля электромагнитной волны, распространяющейся в воздухе с длиной волны м?

3. Что происходит с частотой, скоростью и длиной ЭМВ при переходе ее из стекла в воздух?

4. На какую длину волны, необходимо настроить приемник, чтобы он мог принимать сигнал радиостанции, работающей на частоте 101,7 Гц?

5. В некоторый момент времени ЭМВ «дошла» до точки среды с координатами (x,y,z). Причем напряженность электрического поля , а индукция магнитного поля . Вдоль какой координатной оси распространялась ЭМВ?

Волновая оптика

Лекция 8

Основные понятия и законы, которые должны быть освоены в ходе лекции: световая волна и световой вектор; когерентность и монохроматичность волн; интерференция света и условия ее наблюдения; Оптическая длина пути и оптическая разность хода волн; условия максимума и минимума интенсивности света.