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Materialien
Folien zur Vorlesung vom 07. 07. 2008: PDF |
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Berechnung des Poynting-Vektors
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Wir hatten gesehen, dass das elektrische wie das magnetische Feld eine Energiedichte haben. Da sich bei Wellen
diese Felder mit der Geschwindigkeit ausbreiten, muss es einen Energiefluss geben. Wir betrachten einen
Rechteckpuls auf einem Zweileitersystem. Der Energiefluss durch eine raumfeste Fläche
bezeichnen wir
mit
, dem Energiefluss pro Flächen- und Zeiteinheit. Die in der Zeit
transportierte Energie ist
Für beliebige fortlaufende Wellen im Vakuum gilt
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(6.542) |
Wir können damit die Gleichung (6.30) symmetrisch schreiben
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||
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(6.543) |
Mit
bekommen wir
Damit ist auch klar, dass das -Feld und das
-Feld je zur Hälfte zum Energiefluss beitragen.
Die allgemeine Form des Energieflusses im Vakuum ist
geschrieben werden.
gibt die in Richtung
fliessende Energie pro Flächeneinheit und Zeit
wieder. Die Einheit von
ist
. Da
und
über einen Tensor verbunden sein
können, muss der Energiefluss nicht unbedingt in die Richtung des Wellenvektors zeigen. Dieses Verhalten ist die
Grundlage von optisch doppelbrechenden Materialien.
Othmar Marti