Co to jest wektor Poynting?
Wektor Poyntinga jest ważnym równaniem w fizyce. Opisuje ilość energii na jednostkę powierzchni dostarczaną przez pole elektromagnetyczne. Jak każdy wektor, wektor Poyntinga ma zarówno wielkość, jak i kierunek.
Pola elektromagnetyczne są kombinacją pól elektrycznych i magnetycznych. Każde włączone urządzenie elektryczne emituje fale elektromagnetyczne, które tworzą pola elektromagnetyczne. Codzienne przykłady urządzeń wytwarzających te pola to lampy, telewizory i telefony komórkowe.
Pola elektryczne wytwarzane są przez napięcia elektryczne. Urządzenie elektryczne nie musi być włączane w celu wytworzenia pola elektrycznego, wystarczy je podłączyć. Urządzenie otrzymuje napięcie z gniazdka za każdym razem, gdy jest podłączone, a to wytwarza pole tego typu.
Z drugiej strony pola magnetyczne powstają tylko wtedy, gdy urządzenie elektryczne jest włączone. Są one wytwarzane przez przepływający prąd elektryczny. Gdy urządzenie jest włączone, prąd zaczyna płynąć, a pola magnetyczne i elektryczne łączą się, tworząc pole elektromagnetyczne.
W najprostszej postaci wektor Poyntinga zapisany jest jako S = E x B. Wszystkie zmienne w równaniu są wielkościami wektorowymi, co zaznaczono pogrubioną czcionką. S jest wektorem Poyntinga, E jest polem elektrycznym, a B jest polem magnetycznym.
Pola elektryczne i magnetyczne mierzone są pod względem gęstości energii, którą można również określić jako natężenie. Pola elektryczne i magnetyczne są prostopadłe do siebie w fali elektromagnetycznej. Oznacza to, że wielkość energii pola elektromagnetycznego jest po prostu wielkością gęstości energii pola elektrycznego, pomnożonej przez wielkość gęstości pola magnetycznego.
W praktycznych zastosowaniach podstawowe równanie musi często być dzielone przez stałą o nazwie μ 0 (wymawiane „muught”). Ta stała reprezentuje przepuszczalność wolnej przestrzeni. Jest równa 1,2566 x 10–6 wstęgi na amper na metr. Czasami używane są również inne równoważne jednostki: niutony na amper kwadratowy lub henry na metr.
Fizyka teoretyczna często wykorzystuje alternatywny system metryczny zwany cgs, co oznacza, że stosuje jeszcze inną formę wektora Poyntinga. System cgs ma standardowe jednostki centymetrów, gramów i sekund zamiast standardowych jednostek metrycznych, kilogramów i sekund systemu metrycznego SI. Wektor Poyntinga dla fizyki teoretycznej jest zapisywany jako S = (c / 4π) * E x B , gdzie c oznacza prędkość światła.