Объемная плотность энергии электромагнитного поля в линейной изотропной среде равна сумме объемных плотностей энергии электрического и магнитного полей , поэтому
(12)
С учетом соотношений (11) и (4) из (12) следует, что
, (13)
где v – скорость распространения электромагнитной волны в среде.
В случае плоской линейно поляризованной монохроматической волны (9) объемная плотность энергии волны
(14)
т.е значение w в каждой точке поля периодически изменяется от 0 до wмакс=Е0Н0/v за промежуток времени p¤w=T ¤ 2.
Среднее значение объемной плотности энергии волны
(15)
Умножив w на v, получим величину плотности потока энергии
S=wv=EH . (16)
Т.к. векторы , и взаимно перпендикулярны и образуют правую тройку векторов, то направление вектора ´совпадает с направлением переноса энергии – с направлением вектора . Поэтому (16) можно записать в векторной форме
. (17)
Вектор плотности потока энергии (иногда обозначают) направлен в сторону распространения электромагнитной волны, а его модуль равен энергии, переносимой волной за единицу времени, через единичную площадку, перпендикулярную направлению распространения волны . S измеряется в Дж/(с×м2)=Вт/м2.
Заметим, что в общем случае
, (18)
где u – скорость переноса энергии или групповая скорость.
Для гармонических волн u=v и поэтому можно не различать их.
Интенсивность волны (19)
С учетом (15 ), (11) следует, что для вакуума (e=m=1)
W0, (20)
где W0=(m0 /e0)-1/2 =120p Ом.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему