Интенсивность (физика)

Интенсивность
$I$
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 u следующим соотношением:

$I = wu.$

Единицей измерения интенсивности в системе 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 усредненному за период значению модуля вектора Пойнтинга:

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

где вектор Пойнтинга $\vec S(t)=\frac{c}{4\pi}\left[\vec E(t)\times\vec B(t)\right].$

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:

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