Режа: Электромагнит тулкинлар

E*H вектор кўпайтмага Пойтинг вектори дейилади ва у энергия оқимининг зичлигини ифодалайди.
Электромагнит тўлкин энергияси. Умов-Пойтинг вектори.
Электростатик ва магнитостатик майдон энергия зичликлари ва га тенг эди. Электромагнит майдонида электр ва магнит майдонларининг энергия зичликлари ҳам ҳар бир нуқтада ўзгаради ва у қуйидагига

тенг. Е ва Н векторларининг бир-бири билан узий равишда боғланганлигини ҳисобга олсак, энергия зичлигини унга эквивалент формада қуйидагича ёзилиши мумкин:

(20.5)
Тўлкин тарқалишида электр ва магнит майдонлари ҳам фазода тарқалади, шу билан бирга энергия ҳам тарқалади. Энергиянинг тарқалишини характерлаш учун энергия оқим зичлиги вектори деган катталик киритилади, ёки унга Умов-Пойтинг вектори деб айтилади. Бу вектор S билан белгиланади ва у қуйидагича аниқланади:

S=[EH], (20.6)
Қуйидаги расм 20.2 да S, Е, Н векторларнинг ўзаро перпендикулярлиги кўрсатилган. Расмдан кўринадики, S вектор электромагнит тўлкинни тарқалиш йўналиши буйича йўналган.Е ва Н векторлар вақт буйича ўзгарганлиги учун энергия оқим зичлиги ҳам вақт буйича ўзгаради. Монохроматик тўлкин учун

Ва (20.5) ҳисобга олсак, (20.6) қуйидаги кўринишга эга бўлади:
(20.7)


Умов-Пойтинг вектори қўлланишига доир мисоларни қараб чиқамиз.
а). Маълумки юқори частотали тўлкинларда (радио- ва ёруглик) амалий жихатдан энергия оқим зичлигини вақт буйича уртачасини билиш керак бўлади ёки интенсивлик I  S энергия_. зичгилигига пропорционал бўлади. Буни қуйидагича кўрсатиш мумкин: синус квадратнинг ўртачаси 1/2 тенг, (20.5) формулани ҳисобга олсак,
(20.8)
Шундай қилиб, интенсивлик амплитуданинг квадратига пропорционал бўлади ( бу ҳар қандай физик табиатдаги тўлқинлар учун уринлидир).
б) Электромагнит энергия оқими зичлиги ёки Пойтинг векторини расм 19.1 да кўрсатилган хол учун қараб чиқамиз.
Схемада конденсатор U кучланишгача зарядланди. Конденсатор оралиғи диэлектрик билан тўлдирилган. Зарядлаш вақтида конденсатор орқали ток ўтади. Таҳлил шуни кўрсатдики Пойтинг вектори диэлектрик эгаллаган ҳажмнинг ичига қараб йўналган бўлади. Конденсатор сиғими , у вақтда зарядланган конденсатор энергияси ва электростатик энергия кўринишида запасга эга бўлади. лекин бўлгани учун, (20.9)
Шундай қилиб, конденсатордаги энергия зичлиги ( ) бўлган энергия запаси экан, бу эса зарядланиш вақтида ҳосил бўлган энергия оқими билан боғлангандир. Конденсаторни зарядлаш жараёнида Пойтинг вектори конденсатор ҳажми ичига қараб йўналган. Зарядлаш охирида унинг энергияси тўла равишда электростатик бўлади.
в) Жоул - Ленц қонуни бўйича ўтказгичда ажралиб чиққан иссиқлик миқдори электромагнит энергиясининг давоми эканлигини Пойтинг вектори орқали кўрсатиш мумкин. Маълумки, ўтказгичдан ток ўтганда ажралиб чиққан иссиқлик миқдори дифференциал куринишда қуйидагига тенг эди.
(20.10)
Бу формуладан кўринадики, хақиқатдан ҳам ажралиб чиққан энергия миқдори кучланганликнинг квадратига пропорционал экан.


Маълумки, токли ўтказгич ёки соленоидда тўпланган магнит энергия ҳам электромагнит энергия оқимига тенг бўлишини кўрсатиш мумкин:
(20.11)