Hvad er den Poynting-vektor?
Poynting-vektoren er en vigtig ligning i fysik. Den beskriver mængden af energi pr. Enhed areal, der leveres af et elektromagnetisk felt. Som enhver vektor har Poynting-vektoren både størrelse og retning.
Elektromagnetiske felter er en kombination af elektriske og magnetiske felter. Enhver elektrisk enhed, der er tændt, udsender de elektromagnetiske bølger, der udgør elektromagnetiske felter. Hverdagslige eksempler på enheder, der producerer disse felter, inkluderer lamper, fjernsyn og mobiltelefoner.
Elektriske felter produceres af elektriske spændinger. En elektrisk enhed behøver ikke være tændt for at producere et elektrisk felt, det skal kun tilsluttes. Enheden modtager spænding fra en stikkontakt, når den er tilsluttet, og dette producerer denne type felt.
På den anden side produceres magnetfelter kun, når en elektrisk enhed er tændt. Disse produceres ved strømning af elektrisk strøm. Når en enhed er tændt, begynder strømmen at strømme, og de magnetiske og elektriske felter kombineres for at danne et elektromagnetisk felt.
I sin enkleste form skrives Poynting-vektoren som S = E x B. Alle variabler i ligningen er vektormængder, som angivet med den fed skrift. S er Poynting-vektoren, E er det elektriske felt, og B er det magnetiske felt.
Elektriske og magnetiske felter måles ud fra deres energitetthed, som også kan kaldes intensitet. De elektriske og magnetiske felter er vinkelret på hinanden i en elektromagnetisk bølge. Dette betyder, at størrelsen af det elektromagnetiske felts energi simpelthen er størrelsen af det elektriske feltets energitetthed ganget med størrelsen af magnetfeltets densitet.
Ved praktiske anvendelser skal den grundlæggende ligning ofte deles med en konstant kaldet μ 0 (udtales "mu nicked"). Denne konstant repræsenterer permeabiliteten for frit rum. Det er lig med 1,2566 x 10-6 Webere pr. Ampere per meter. Nogle andre ækvivalente enheder bruges undertiden også: Newton pr. Kvadrat Ampere eller Henries pr. Meter.
Teoretisk fysik bruger ofte et alternativt metrisk system kaldet cgs, hvilket betyder, at det anvender endnu en anden form for Poynting-vektoren. Cgs-systemet har standardenheder på centimeter, gram og sekunder i stedet for SI-metriske systems standardenheder på meter, kilogram og sekunder. Poynting-vektoren for teoretisk fysik er skrevet som S = (c / 4π) * E x B , hvor c står for lysets hastighed.