Co je poyntingový vektor?
Poyntingův vektor je důležitou rovnicí ve fyzice. Popisuje množství energie na jednotku plochy, které je dodáváno elektromagnetickým polem. Stejně jako každý vektor má Poyntingův vektor velikost i směr.
Elektromagnetická pole jsou kombinací elektrických a magnetických polí. Každé elektrické zařízení, které je napájeno, vyzařuje elektromagnetické vlny, které vytvářejí elektromagnetická pole. Každodenní příklady zařízení, která vyrábějí tato pole, zahrnují lampy, televizory a mobilní telefony.
Elektrická pole jsou vytvářena elektrickým napětím. Elektrické zařízení nemusí být zapnuto, aby vytvořilo elektrické pole, musí být pouze zapojeno. Zařízení přijímá napětí ze zásuvky, kdykoli je připojeno, a toto vytváří toto pole.
Na druhé straně jsou magnetická pole vytvářena pouze při zapnutém elektrickém zařízení. Jsou vyráběny proudem elektrického proudu. Když je zařízení zapnuto, proud začne proudit a magnetické a elektrické pole se spojí a vytvoří elektromagnetické pole.
Ve své nejjednodušší formě je vektor Poynting psán jako S = E x B. Všechny proměnné v rovnici jsou vektorové veličiny, jak je uvedeno tučným písmem. S je Poyntingův vektor, E je elektrické pole a B je magnetické pole.
Elektrická a magnetická pole jsou měřena z hlediska jejich energetické hustoty, která může být také označována jako intenzita. Elektrická a magnetická pole jsou navzájem kolmá v elektromagnetické vlně. To znamená, že velikost energie elektromagnetického pole je jednoduše velikost hustoty energie elektrického pole vynásobená velikostí hustoty magnetického pole.
Pro praktické aplikace musí být základní rovnice často dělena konstantou zvanou μ 0 (vyslovuje se „mu naught“). Tato konstanta představuje propustnost volného prostoru. To se rovná 1,2566 x 10-6 Webů na ampér na metr. Někdy se používají i jiné ekvivalentní jednotky: Newtony na čtvereční Ampér nebo Henries na metr.
Teoretická fyzika běžně používá alternativní metrický systém zvaný cgs, což znamená, že aplikuje ještě další formu Poyntingova vektoru. Systém cgs má standardní jednotky centimetrů, gramů a sekund, namísto standardních jednotek metrického systému SI, metrů, kilogramů a sekund. Poyntingův vektor pro teoretickou fyziku je psán jako S = (c / 4π) * E x B , kde c znamená rychlost světla.