Ανδρέας Ιωάννου Κασσέτας

 

Ενέργεια 
ηλεκτρομαγνητικού κύματος  

 

 

 

 

η έννοια “ΔΙΑΝΥΣΜΑ POINTING”
 

 


Το  Poynting  συμβολίζεται με S,  είναι διάνυσμα και     

αναφέρεται σε ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΚΥΜΑ

ορίζεται ως εξωτερικό γινόμενο από τη σχέση  S = 1/μ0Ε x Β και το μέτρο του είναι ίσο με τη μεταβιβαζόμενη ισχύ ανά μονάδα επιφάνειας

περιγράφει την κατεύθυνση της ροής ενέργειας και την τιμή του ρυθμού ροής της ενέργειας

Το μέτρο του - ΕΒ/μ0 - δίδει την ανά μονάδα χρόνου ενέργεια που περνάει ανά μονάδα επιφάνειας  τοποθετημένης κάθετα στη διεύθυνση διάδοσης ενός ηλεκτρομαγνητικού κύματος

Η μέση τιμή του είναι η ένταση της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας στο σημείο εκείνο

Η μέση τιμή του Sav ίναι ίση με Ε0Β0/2μ0,

Ε0 το πλάτος της έντασης του ηλεκτρικού πεδίου και Β0 το πλάτος της έντασης του μαγνητικού  πεδίου

Η ένταση Ε του ηλεκτρικού πεδίου  και η ένταση Β του μαγνητικού  πεδίου σχετίζονται με τη Ε= B c .

Για την ταχύτητα c ενός οποιουδήποτε ηλεκτρομαγνητικού κύματος ισχύει  c2 = 1/μ0ε0

 

Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα μεταφέρουν
ΕΝΕΡΓΕΙΑ και ΟΡΜΗ
 

 

 

 


Κατά τη διάδοση στο κενό

Η πυκνότητα ενέργειας για το ηλεκτρικό πεδίο Ε είναι ίση με ½ ε0Ε2 .

Η πυκνότητα ενέργειας για το μαγνητικό πεδίο Β είναι ίση με Β2/2μ0 .

Η ολική ΠΥΚΝΟΤΗΤΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ για το ηλεκτρομαγνητικό κύμα – ενέργεια ανά μονάδα όγκου - , σε μια περιοχή του χώρου,  είναι    u =  ½ε0Ε2 + Β2/2μ0

Η μέση πυκνότητα ενέργειας συνδέεται με το διάνυσμα Poynting uολ= Sav/c

 

H πυκνότητα ΟΡΜΗΣ αποδεικνύεται ίση με  Sav /c2 

Η πίεση της ακτινοβολίας
 

 


Όταν η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία προσπίπτει σε μια επιφάνεια,

ο ρυθμός μεταβολής της ορμής της είναι η δύναμη που ασκεί στην επιφάνεια.

Εάν η προσπίπτουσα ακτινοβολία ΑΠΟΡΡΟΦΗΘΕΙ, για την αντίστοιχη πίεση Ρ αποδεικνύεται ότι

                                       Ρ = Ε0Β0/2cμ0         (=Sav /c)

Εάν η προσπίπτουσα ακτινοβολία προσπέσει κάθετα και ΑΝΑΚΛΑΣΤΕΙ

η μεταβολή της ορμής – άρα και η αντίστοιχη δύναμη – είναι διπλάσια Ρ = Ε0Β0/cμ0