Kas ir Pointinga vektors?

Elektromagnētiskie lauki ir elektrisko un magnētisko lauku kombinācija. Jebkura elektriskā ierīce, kas ir ieslēgta, izstaro elektromagnētiskos viļņus, kas veido elektromagnētiskos laukus. Ikdienas ierīču piemēri, kas ražo šos laukus, ir lampas, televizori un mobilie tālruņi.

Elektriskos laukus rada elektriskais spriegums. Elektriskajai ierīcei nav jābūt ieslēgtai, lai radītu elektrisko lauku, tā ir tikai jāpievieno. Ierīce saņem spriegumu no kontaktligzdas ikreiz, kad tā ir pievienota, un tas rada šāda veida lauku.

Savukārt magnētiskie lauki rodas tikai tad, kad ir ieslēgta elektriskā ierīce. Tos ražo plūstoša elektriskā strāva. Kad ierīce ir ieslēgta, strāva sāk plūst, un magnētiskais un elektriskais lauks apvienojas, veidojot elektromagnētisko lauku.

Vienkāršākajā formā Pointinga vektors ir uzrakstīts kā S = E x B. Visi vienādojuma mainīgie ir vektoru lielumi, kā norādīts treknrakstā. S ir Pointinga vektors, E ir elektriskais lauks, un B ir magnētiskais lauks.

Elektriskos un magnētiskos laukus mēra pēc to enerģijas blīvuma, ko var saukt arī par intensitāti. Elektriskais un magnētiskais lauks ir perpendikulāri viens otram elektromagnētiskajā viļņā. Tas nozīmē, ka elektromagnētiskā lauka enerģijas lielums ir vienkārši elektriskā lauka enerģijas blīvuma lielums, kas reizināts ar magnētiskā lauka blīvuma lielumu.

Praktiskiem lietojumiem pamatvienādojums bieži ir jādala ar konstanti, ko sauc par μ0 (izrunā “mu naught”). Šī konstante atspoguļo brīvās vietas caurlaidību. Tas ir vienāds ar 1.2566 x 10-6 Webers uz ampēru uz metru. Dažkārt tiek izmantotas arī dažas citas līdzvērtīgas mērvienības: Ņūtoni uz kvadrātmetru Ampere vai Henries uz metru.

Teorētiskā fizikā parasti tiek izmantota alternatīva metriskā sistēma, ko sauc par cgs, kas nozīmē, ka tā izmanto vēl vienu Poynting vektora formu. CGS sistēmai ir standarta mērvienības centimetri, grami un sekundes, nevis SI metriskās sistēmas standarta vienības metri, kilogrami un sekundes. Teorētiskās fizikas Pointinga vektors ir uzrakstīts kā S = (c/4π)*E x B, kur c apzīmē gaismas ātrumu.