坡印亭矢量

文摘   2024-07-28 10:20   广东  

unsetunset坡印亭矢量unsetunset

坡印亭矢量(Poynting vector)是指电磁场中的能流矢量。微分形式为:

公式前两项是电场和磁场储存的能量随时间的变化,第二项是电荷的动能,第三项是坡印亭矢量的散度

可以看出前三项表示某个区域内能量的变化,最后一项表示边界上的能流

unsetunset能流的方向unsetunset

通过坡印亭矢量,可以知道,只有电场和磁场互相垂直的分量才能将能量传播走当电场和磁场方向相同时,能量无法传播,所以说电磁波是横波也就是能量传播的方向和电磁场震荡的方向互相垂直

unsetunset电磁场的能流和电磁波(光)的能流unsetunset

电磁场的能流并不一定都是电磁波,也就是变化的电磁场不一定都能形成电磁波
上图为运动电荷的电场分布,电场的第一项称速度场或库伦场或近场 衰减),第二项称为加速场或远场或辐射场 衰减)。对应的坡印亭矢量为下图,可以看到,电磁波的辐射场的能量衰减速度为


unsetunset匀速运动的电荷不发光unsetunset

匀速运动的电荷的能流只有近场(速度场和库伦场),而没有加速场(辐射场),所以说只有加速运动的电荷才能辐射电磁波。另一种表述是,加速运动的电荷也就是变化的电流,变化的电流能产生电磁辐射,此时波动方程变为


哲学之窗
人在泥里,气在云端。