Cos'è il vettore di Poynting?

Il vettore di Poynting è un'equazione importante in fisica. Descrive la quantità di energia per unità di area erogata da un campo elettromagnetico. Come ogni vettore, il vettore di Poynting ha sia la grandezza che la direzione.

I campi elettromagnetici sono una combinazione di campi elettrici e magnetici. Qualsiasi dispositivo elettrico che è alimentato emette le onde elettromagnetiche che compongono campi elettromagnetici. Esempi quotidiani di dispositivi che producono questi campi includono lampade, televisori e telefoni cellulari.

I campi elettrici sono prodotti da tensioni elettriche. Non deve essere acceso un dispositivo elettrico per produrre un campo elettrico, deve solo essere collegato. Il dispositivo riceve la tensione da una presa ogni volta che viene collegato e questo produce questo tipo di campo.

campi magnetici, d'altra parte, vengono prodotti solo quando un dispositivo elettrico viene acceso. Questi sono prodotti dalla corrente elettrica che scorre. Quando un dispositivo viene acceso, la corrente inizia aIl flusso e i campi magnetici ed elettrici si combinano per formare un campo elettromagnetico.

Nella sua forma più semplice, il vettore di Poynting è scritto come s = e x b . Tutte le variabili nell'equazione sono quantità vettoriali, come indicato dal carattere audace. La S è il vettore di Poynting, la E è il campo elettrico e la B è il campo magnetico.

I campi elettrici e magnetici sono misurati in termini di densità di energia, che può anche essere definita intensità. I campi elettrici e magnetici sono perpendicolari tra loro in un'onda elettromagnetica. Ciò significa che l'entità dell'energia del campo elettromagnetico è semplicemente l'entità della densità di energia del campo elettrico, moltiplicata per l'entità della densità del campo magnetico.

Per applicazioni pratiche, l'equazione di base deve essere spesso divisa per una costante chiamata μ ₀ (pronunciato "mu nulla"). Questa costante rappresenta la permeabilità dello spazio libero. È uguale a 1.2566 x 10 -6 webers per ampere per metro. A volte vengono utilizzate altre unità equivalenti: newton per ampere quadrato o Henries per metro.

La fisica teorica utilizza comunemente un sistema metrico alternativo chiamato CGS, il che significa che applica l'ennesima forma del vettore di Poynting. Il sistema CGS ha unità standard di centimetri, grammi e secondi, anziché le unità standard di metriche del sistema metrico SI di metri, chilogrammi e secondi. Il vettore di Poynting per la fisica teorica è scritto come s = (c/4π)* e x b , dove C rappresenta la velocità della luce.