Интенсивность (физика)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
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 v следующим соотношением:

I = Wv .

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

Интенсивность электромагнитного излучения[править | править исходный текст]

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),

где 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[править | править исходный текст]

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[править | править исходный текст]

  1. Здесь и ниже в разделе использована гауссова система единиц