Электромагниттік өрістің энергиясы. Умов-Пойтинг векторы. Электромагниттiк толқынның таралуы электромагниттiк өрiстi сипаттап оған қоса энергияның тасымалдану мүмкiндiгiн көрсетедi. Толқын мен энергияны тасымалдау үшiн, энергия ағынының тығыздығы деген векторлық шама ендiрейiк. Ол сан жағынан энергия берiлетiн бағытқа перпендикуляр болатын бiрлiк аудан арқылы бiрлiк уақыт iшiнде тасымалданатын энергия мөлшерiне тең. Сөйтiп, энергия ағынының тығыздығы векторының бағыты энергияның тасымалданған бағытымен дәл келедi. Сөйтiп, электр өрiсi энергиясының тығыздығы мына формула аркылы анықталады:
,
ал магнит өрiсi энергиясының тығыздығы
.
Сонымен, электромагниттiк өрiс энергиясының тығыздығы электр мен магнит өрiстерi энергиясының тығыздықтарының қосындысынан тұрады:
..
Электр және магнит өрiстерi энергиясының тығыздықтары уақыттың бiр мезетiнде бiрдей бола алады, яғни , сондықтан
Электромагниттiк толқындар энергиясының тығыздығын олардың ортадағы таралу жылдамдығына көбейтіп энергия ағынының тығыздығын анықтаймыз:
(7)
мен векторлары өзара перпендикуляр және толқынның таралу бағытымен оң бұранда жүйесін түзеді, онда векторының бағыты энергияның тасымалдану бағытымен сәйкес келеді, ал бұл вектордың модулі ЕН-қа тең. Электромагниттік энергия ағынының тығыздығы Умов-Пойнтинг векторы деп аталады: (8)
Бұл вектор электромагниттiк толқындардың бiрлiк уақыт iшiнде бiрлiк аудан арқылы тасымалдайтын энергиясына тең болады.
Электромагниттік толқынның шкаласы. Электромагниттік толқындар вакуумде тербеліс жиілігіне байланыссыз, жарық жылдамдығына тең жылдамдықпен таралады. Электромагниттіктолқындар, жиіліктің (толқын ұзындығының) кең диапозонына ие бола отырып, генерациялану мен тіркелу қабілетіне және өзінің қасиетіне байланысты ажыратылады. 1-кестеде электромагниттік толқындардың әртүрлі түрлері көрсетіліп, ол түрлердің арасындағы шекаралар шартты түрде берілген.
1-кесте
