poyntingvektoren

Poyntingvektoren er en størrelse som angir størrelse og retning av energistrømtettheten i et elektromagnetisk felt. Den er definert som vektorproduktet av elektrisk og magnetisk feltstyrke.

Faktaboks

uttale:
pˈoyntingvektoren

SI-enheten for poyntingvektoren er watt per kvadratmeter, W/m2.

Poyntingvektoren er oppkalt etter John Henry Poynting som i 1884 utledet eksistensen av den fra Maxwells ligninger.

Poyntingvektorens fysiske betydning

Selv i et statisk elektromagnetisk felt, det vil si et elektromagnetisk felt som ikke forandrer seg med tiden, kan poyntingvektoren være forskjellig fra null. Da er det en energistrøm i det elektromagnetiske feltet, det vil si en forflytning av energi. Dette kan virke ganske merkelig.

Det kan forklares ved å betrakte en positiv elektrisk ladning som beveger seg med konstant fart langs en rett linje. Den forårsaker et elektrisk felt rett ut fra sin egen posisjon. Et elektrisk felt har en energi. I et hvert punkt i feltet er det en energitetthet. Feltet flytter seg sammen med ladningen. Siden elektrisk strøm er ladning i bevegelse, og elektrisk strøm forårsaker et magnetisk felt, så forårsaker ladningen også et magnetfelt. Det står vinkelrett på det elektriske feltet. Dermed vil det være en poyntingvektor i feltet med samme retning som ladningens bevegelse. Denne representerer en energistrøm i ladningens bevegelsesretning og skyldes at det elektriske feltet beveger seg sammen med ladningen. I denne situasjonen forandrer det elektromagnetiske feltet seg på et bestemt sted seg med tiden, så at det da er en forflytning av feltenergi, er ikke så underlig.

Men hvis vi har en uendelig lang strømførende ledning som også er ladd, vil det elektromagnetiske feltet ikke endres. Dette feltet består av feltene fra alle enkeltladningene som utgjør den elektriske strømmen. Dermed er det en forflytning av feltenergi i strømretningen selv om feltet ikke endres. Poyntingvektoren representerer denne forflytningen av feltenergi.

I et felt av elektromagnetiske bølger er det en poyntingvektor som peker i bølgenes forplantningsretning. Dersom bølgene treffer en flate vinkelrett på forplantningsretningen utøver de et strålingstrykk på flaten lik den gjennomsnittlige poyntingvektoren dividert med lyshastigheten.

Les mer i Store norske leksikon

Kommentarer

Kommentaren din publiseres her. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg