Интенсивность (физика)

Интенсивность
Интенсивность
Размерность	MT−3
Единицы измерения
СИ	Вт/м²
СГС	эрг/с·см²
Примечания
	скалярная величина

Интенси́вность — скалярная физическая величина, количественно характеризующая мощность, переносимую волной в направлении распространения. Численно интенсивность равна усреднённой за период колебаний волны мощности излучения, проходящей через единичную площадку, расположенную перпендикулярно направлению распространения энергии. В математической форме это может быть выражено следующим образом:

I(t)={\frac {1}{T}}\int \limits _{t}^{t+T}{\frac {dP}{dS}}dt,

где $T$ — период волны, $dP$ — мощность, переносимая волной через площадку $dS$ .

Интенсивность волны связана со средней плотностью энергии $<w>$ в волне и скоростью распространения волны $v$ соотношением

I=<w>\cdot v

.

Единицей измерения интенсивности в Международной системе единиц (СИ) является Вт/м², в системе СГС — эрг/с·см².

Интенсивность электромагнитного излучения

Электромагнитное излучение (например, свет) представляет собой совокупность волн, колебания в которых совершают напряжённость электрического поля и магнитная индукция. Электромагнитные волны переносят энергию электромагнитного поля, поток которой определяется величиной вектора Пойнтинга. Интенсивность электромагнитного излучения равна усреднённому за период значению модуля вектора Пойнтинга[1]:

I(t)={\frac {1}{T}}\int \limits _{t}^{t+T}\left|{\vec {S}}(t)\right|dt,

где вектор Пойнтинга ${\vec {S}}(t)={\frac {c}{4\pi }}\left[{\vec {E}}(t)\times {\vec {B}}(t)\right],$ (в системе СГС), $E$ — напряжённость электрического поля, а $B$ — магнитная индукция.

Для монохроматической линейно поляризованной волны с амплитудой напряжённости электрического поля $E_{0}$ интенсивность равна:

I={\frac {cE_{0}^{2}}{8\pi }}.

Для монохроматической циркулярно поляризованной волны это значение в два раза больше:

I={\frac {cE_{0}^{2}}{4\pi }}.

Интенсивность звука

Звук представляет собой волну механических колебаний среды. Интенсивность звука может быть выражена через амплитудные значения звукового давления p и колебательной скорости среды v:

I={\frac {pv}{2}}.

Примечания

Здесь и ниже в разделе использована гауссова система единиц

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.

[1] Здесь и ниже в разделе использована гауссова система единиц