Плотность потока энергии (интенсивность) электромагнитной волны.

Рисунок.1. Синусоидальная (гармоническая) электромагнитная волна. Векторы , и  взаимно перпендикулярны

Электромагнитные волны переносят энергию. При распространении волн возникает поток электромагнитной энергии. Если выделить площадку S (рис. 1), ориентированную перпендикулярно направлению распространения волны, то за малое время Δt через площадку протечет энергия ΔW_эм, равная

ΔWэм = (wэ + wм)υSΔt.

Плотностью потока или интенсивностью I называют электромагнитную энергию, переносимую волной за единицу времени через поверхность единичной площади:

Подставляя сюда выражения для w_э, w_м и υ, можно получить:

Поток энергии в электромагнитной волне можно задавать с помощью вектора направление которого совпадает с направлением распространения волны, а модуль равен EB / μμ₀. Этот вектор называют вектором Пойнтинга.

В синусоидальной (гармонической) волне в вакууме среднее значение I_ср плотности потока электромагнитной энергии равно

где E₀ – амплитуда колебаний напряженности электрического поля.

Плотность потока энергии в СИ измеряется в ваттах на квадратный метр (Вт/м²).

Шкала электромагнитных волн.

Спектр электромагнитного излучения в порядке увеличения частоты составляют:

 

· Радиоволны;

· Инфракрасное излучение;

· Световое излучение;

· Рентгеновское излучение;

· Гамма излучение.

 

Различные участки электромагнитного спектра отличаются по способу излучения и приёма волн, принадлежащих тому или иному участку спектра. По этой причине, между различными участками электромагнитного спектра нет резких границ.

Рассмотрим спектр электромагнитных волн более подробно.

 

Радиоволны.

 

Радиоволны представляют собой электромагнитные волны, длины которых превосходят 0.1 мм (частота меньше 3* 10¹²Гц = 3000 ГГц).

 

Радиоволны делятся на:

1. Сверхдлинные волны с длиной волны больше 10км(частота меньше 3 10⁴гц=30кгц);

2. Длинные волны в интервале длин от10км до 1км(частота в диапазоне 3 10⁴ гц ^-3 10⁵гц=300кгц);

3. Средние волны в интервале длин от1км до 100м(частота в диапазоне 3 10⁵ гц -310⁶гц=3мгц);

4. Короткие волны в интервале длин волн от 100м до 10м (частота в диапазоне 310⁶гц-310⁷гц=30мгц);

5.  Ультракороткие волны с длиной волны меньше 10м(частота больше 310⁷гц=30Мгц).

 

Ультракороткие волны в свою очередь делятся на:

· метровые волны;

· сантиметровые волны;

·  миллиметровые волны;

·  субмиллиметровые или микрометровые.

 

Волны с длиной волны меньше, чем 1м (частота меньше чем 300МГц) называются микроволнами или волнами сверхвысоких частот(СВЧ - волны).