Номер 6, страница 104, часть 1 - гдз по физике 11 класс учебник Башарулы, Шункеев

6. Какую величину называют плотностью потока электромагнитной волны?

б. Плотностью потока электромагнитного излучения (или интенсивностью волны) называют физическую величину, численно равную энергии, которую волна переносит за единицу времени через единицу площади поверхности, расположенной перпендикулярно направлению распространения волны.

Эта величина определяется с помощью вектора Пойнтинга (также называемого вектором плотности потока энергии). Вектор Пойнтинга $\vec{S}$ характеризует направление и плотность потока энергии электромагнитной волны в данной точке пространства. Он определяется по формуле векторного произведения напряженности электрического поля $\vec{E}$ и напряженности магнитного поля $\vec{H}$:

$ \vec{S} = [\vec{E} \times \vec{H}] $

Модуль вектора Пойнтинга, который и представляет собой мгновенную плотность потока энергии, для электромагнитной волны (где векторы $\vec{E}$ и $\vec{H}$ взаимно перпендикулярны) равен произведению их модулей:

$ S = EH $

Поскольку напряженности полей в волне изменяются со временем, на практике чаще используют среднее значение плотности потока энергии за период колебаний, которое называют интенсивностью волны $I$. Для гармонической волны интенсивность равна:

$ I = \langle S \rangle = \frac{1}{2} E_m H_m $

где $E_m$ и $H_m$ — амплитудные значения напряженностей электрического и магнитного полей соответственно. Единицей измерения плотности потока энергии в системе СИ является ватт на квадратный метр (Вт/м²).

Ответ: Плотностью потока электромагнитной волны (интенсивностью) называют величину, равную энергии, переносимой волной за единицу времени через единицу площади поверхности, перпендикулярной направлению распространения волны. Она определяется модулем вектора Пойнтинга $S$, который для мгновенного значения вычисляется по формуле $S=EH$, а для среднего значения (интенсивности) — по формуле $I = \frac{1}{2} E_m H_m$.