Wat de momentane energiedichtheid in het elektrisch veld van de Wave

? Elektromagnetische golven bestaan ​​van tijdsafhankelijke elektrische velden en tijd variërend magnetisch veld . Dit geldt voor alle elektromagnetische golven , zoals radiogolven , licht en warmte . Een deel van het leren van de wetenschap van elektromagnetische golven is te leren hoe om erachter te komen het elektrische veld energiedichtheid van een elektromagnetische golf . Definitie

Zowel het elektrisch veld en het magnetisch veld in een elektromagnetische golf carry energie. De standaard meting van de energie die ze dragen is energiedichtheid . Energiedichtheid is de hoeveelheid energie die binnen een bepaald volume van de ruimte . De momentane energiedichtheid is de energie in een bepaald volume van ruimte op een bepaald moment . Omdat de elektromagnetische golven zijn samengesteld uit tijdsafhankelijke velden , de energie die ze bevatten op een locatie verandert van moment tot moment .
Het elektrische veld

Om de momentane energie bepalen dichtheid van het elektrische veld , moet u eerst bepalen wat het elektrisch veld zelf is op een gegeven moment . De precieze vorm die de formule duurt, is afhankelijk van het coördinatensysteem dat u gebruikt om het te beschrijven . Als u kiest voor een cartesisch assenstelsel en oriënteren het zo dat de golf reist langs de x - as , dan is het elektrische veld wordt beschreven door de vergelijking E = E0cos ( kx - wt ) . E is de amplitude van het elektrische veld op tijdstip t en de afstand x van de oorsprong . E0 is de maximale amplitude van het elektrische veld . Dit is de amplitude dat het veld heeft direct bij de bron . De k vertegenwoordigt de waarde van tweemaal pi gedeeld door de golflengte van de golf . De W staat voor twee maal pi maal de frequentie van de golf .
Berekening van de momentane energiedichtheid

De ogenblikkelijke energiedichtheid van een elektrisch veld is gelijk aan de amplitude van het elektrische veld op dat moment , met zichzelf vermenigvuldigd . Het resultaat wordt dan vermenigvuldigd met de dielektrische constante en gedeeld door twee . De diëlektrische constante is een meting van hoe goed elektrische velden reis door verschillende materialen . Het heeft een andere waarde voor elk materiaal , alsmede voor lege ruimte . Om het te bepalen , zoek je de waarde van het materiaal dat de golf je studeert is reizen in een diëlektrische tafel .
Relatie met Wave Intensity

De ogenblikkelijke energie dichtheid van het elektrische veld kunt u eenvoudig de intensiteit van de golf op elk punt in de tijd . De momentane intensiteit van de golf te vinden, vermenigvuldig de momentane energiedichtheid van het elektrische veld door de snelheid van het licht .