Плотность потока энергии. Вектор Умова-Пойтинга. Интенсивность света. Световой вектор

Пло́тность пото́ка эне́ргии — физическая величина, численно равная потоку энергии через единичную площадку, перпендикулярную направлению потока. Часто вводят также вектор плотности потока энергии (так называемый вектор Умова), величина которого равна плотности потока энергии, а направление совпадает с направлением потока. В электродинамике вектор плотности потока электромагнитной энергии носит название вектора Пойнтинга. (в системе СИ), где E и H — вектора напряжённости электрического и магнитного полей соответственно. (в комплексной форме)^[1]. Этот вектор по модулю равен количеству энергии, переносимой через единичную площадь, нормальную к S, в единицу времени. Своим направлением вектор определяет направление переноса энергии.

Любой источник света характеризуется своей интенсивностью — средним по времени значением величины вектора Пойнтинга:

Таким образом, интенсивность пропорциональна квадрату амплитуды колебаний электромагнитного поля:

Через значение напряжённости электрического поля её можно выразить следующим образом:

,

где ε₀ — диэлектрическая постоянная, — электродинамическая постоянная (скорость света в вакууме), — показатель преломления среды, μ — магнитная проницаемость вещества. часто полагают ---

СВЕТОВОЙ ВЕКТОР, вектор плотности светового потока, определяет величину и направление переноса световой энергии. Абс. величина С. в.— отношение переносимой через площадку AS, перпендикулярную направлению переноса, в ед. времени световой энергии к величине этой площадки. Понятие «С. в.» используется гл. обр. в теор. фотометрии для количеств. описания световых полей и явл. фотометрич. аналогом Пойнтинга вектора. Так, напр., дивергенция С. в. определяет объёмную плотность поглощения или испускания света в данной точке светового поля. Иногда С. в. наз. вектор Е напряжённости электрического поля эл.-магн. волны.