Інтенсивність (фізика)

Інтенсивність
I
Розмірність

MT -3

Одиниці виміру
СІ

Вт / м

СГС

ерг / с см

Примітки

скалярна величина

Інтенсивність - скалярна фізична величина, що кількісно характеризує потужність, переноситься хвилею в напрямку поширення. Чисельно інтенсивність дорівнює усередненій за період коливань хвилі потужності випромінювання, що проходить через одиничну площадку, розташовану перпендикулярно напрямку поширення енергії. В математичній формі це може бути виражено наступним чином:

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

де T - період хвилі, dP - потужність, що переноситься хвилею через площадку dS.

Інтенсивність хвилі пов'язана з середньою щільністю енергії w у хвилі і швидкістю поширення хвилі u наступним співвідношенням:

I = wu.

Одиницею виміру інтенсивності в системі СІ є Вт / м , в системі СГС - ерг / с см .


Інтенсивність електромагнітного випромінювання

Електромагнітне випромінювання (наприклад, світло) являє собою сукупність хвиль, коливання в яких здійснюють напруженість електричного поля і магнітна індукція. Електромагнітні хвилі переносять енергію електромагнітного поля, потік якої визначається величиною вектора Пойнтінга. Інтенсивність електромагнітного випромінювання дорівнює усередненому за період значенню модуля вектора Пойнтінга [1] :

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

де вектор Пойнтінга \ Vec S (t) = \ frac {c} {4 \ pi} \ left [\ vec E (t) \ times \ vec B (t) \ right].

Для монохроматичної лінійно поляризованої хвилі з амплітудою напруженості електричного поля E_0 інтенсивність дорівнює:

I = \ frac {cE_0 ^ 2} {8 \ pi}.

Для монохроматичної циркулярно поляризованої хвилі це значення в два рази більше:

I = \ frac {cE_0 ^ 2} {4 \ pi}.

Інтенсивність звуку

Звук являє собою хвилю механічних коливань середовища. Інтенсивність звуку може бути виражена через амплітудні значення звукового тиску p і коливальної швидкості середовища v:

I = \ frac {pv} {2}.

Примітки

  1. Тут і нижче в розділі використана гауссова система одиниць