Плотность потока энергии (вектор Пойнтинга)

Как и упругие волны, электромагнитные волны перенося энергию и импульс.

Плотность потока энергии S – это мощность, переносимая волной через единичную площадку, расположенную перпендикулярно направлению распространения.

Пусть ds – площадь такой площадки. Если плотность энергии в волне w, то за время dt через площадку переносится энергия волны, заключенная в объеме . Поэтому . Так как , то .

Итак, .

Энергия переносится в направлении распространения волны. Поэтому плотность потока энергии принято считать вектором, направленным в сторону распространения волны. Так же направлено и векторное произведение [ ], поэтому

.

называют вектором Пойнтинга.

Определение. Интенсивность I волны – это скалярная величина, равная средней плотности потока энергии .

Так как , интенсивность .

Рассмотрим плоскую гармоническую волну .

Усредним плотность энергии . Для гармонической функции , поэтому интенсивность определяется квадратом амплитуды волны:

.