ポインティングベクトルとは

ポインティングベクトルは、物理学における重要な方程式です。 電磁場によって供給される面積の単位あたりのエネルギー量を示します。 他のベクトルと同様に、ポインティングベクトルには大きさと方向の両方があります。

電磁場は、電場と磁場の組み合わせです。 電源がオンになっている電気デバイスは、電磁界を構成する電磁波を放出します。 これらのフィールドを生成するデバイスの例には、ランプ、テレビ、携帯電話などがあります。

電界は電圧によって生成されます。 電気デバイスは、電界を生成するためにオンにする必要はなく、差し込むだけです。デバイスは、プラグを差し込むたびにコンセントから電圧を受け取り、このタイプの電界を生成します。

一方、磁場は、電気機器の電源を入れたときにのみ生成されます。 これらは、電流を流すことによって生成されます。 デバイスのスイッチを入れると、電流が流れ始め、磁場と電場が結合して電磁場を形成します。

最も単純な形式では、ポインティングベクトルはS = E x Bとして記述されます。 方程式内のすべての変数は、太字のフォントで示されているように、ベクトル量です。 Sはポインティングベクトル、Eは電場、Bは磁場です。

電界と磁界は、エネルギー密度の観点から測定されます。これは強度とも呼ばれます。 電磁界と磁界は、電磁波では互いに垂直です。 つまり、電磁界のエネルギーの大きさは、単に電場のエネルギー密度の大きさに磁場の密度の大きさを掛けたものになります。

実際のアプリケーションでは、基本的な方程式をμ0（「mu naught」と発音）と呼ばれる定数で除算する必要があります。 この定数は、自由空間の透過性を表します。 1メートルあたりアンペアあたり1.2566 x 10 ^-6ウェーバーに相当します。 他の同等の単位も使用される場合があります：ニュートン/平方アンペアまたはヘンリー/メートル。

理論物理学は一般にcgsと呼ばれる代替計量システムを使用します。これは、ポインティングベクトルのさらに別の形式を適用することを意味します。 cgsシステムには、SIメートル法システムのメートル、キログラム、秒の標準単位ではなく、センチメートル、グラム、秒の標準単位があります。 理論物理学のポインティングベクトルは、 S =（c /4π）* E x Bとして記述されます。ここで、cは光の速度を表します。