Номер 1, страница 112 - гдз по физике 11 класс учебник Касьянов

Вопросы. § 32. Энергия, переносимая электромагнитными волнами. Глава 4. Излучение и приём электромагнитных волн радио и СВЧ - диапазона - номер 1, страница 112.

В О П Р О С Ы

1. Дайте определение потока и плотности потока энергии электромагнитной волны.

Поток энергии электромагнитной волны

Поток энергии электромагнитной волны, также называемый мощностью излучения, — это скалярная физическая величина, которая определяет количество энергии, переносимой волной через заданную поверхность в единицу времени. По сути, это мощность, переносимая волной.

Если за промежуток времени $ \Delta t $ через поверхность переносится энергия $ \Delta W $, то поток энергии $ \Phi_W $ равен:

$ \Phi_W = \frac{\Delta W}{\Delta t} $

Единицей измерения потока энергии в Международной системе единиц (СИ) является ватт (Вт).

Ответ: Поток энергии электромагнитной волны — это энергия, которую волна переносит через определенную поверхность за единицу времени.

Плотность потока энергии электромагнитной волны

Плотность потока энергии — это векторная физическая величина, характеризующая направление и интенсивность переноса энергии электромагнитной волной. Эта величина также известна как вектор Пойнтинга (или вектор Умова-Пойнтинга) и обозначается символом $ \vec{S} $ или $ \vec{\Pi} $.

• Направление вектора $ \vec{S} $ совпадает с направлением распространения волны и, следовательно, с направлением переноса энергии.
• Модуль вектора $ |\vec{S}| $ равен энергии, проходящей в единицу времени через единичную площадку, расположенную перпендикулярно направлению распространения волны. Модуль вектора Пойнтинга также называют интенсивностью волны.

Вектор Пойнтинга определяется как векторное произведение вектора напряженности электрического поля $ \vec{E} $ и вектора напряженности магнитного поля $ \vec{H} $:

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

Для плоской электромагнитной волны в вакууме, где векторы $ \vec{E} $ и $ \vec{H} $ перпендикулярны друг другу и направлению распространения, модуль вектора Пойнтинга равен $ S = EH $.

Единицей измерения плотности потока энергии в СИ является ватт на квадратный метр (Вт/м²).

Поток энергии $ \Phi_W $ через поверхность площадью $ A $ связан с вектором плотности потока энергии $ \vec{S} $ следующим соотношением (интегралом по поверхности):

$ \Phi_W = \int_A \vec{S} \cdot d\vec{A} $

Ответ: Плотность потока энергии (вектор Пойнтинга) — это векторная величина, определяющая мощность электромагнитного излучения, проходящего через единицу площади, перпендикулярной направлению распространения энергии.