Οι κεραίες μεταδίδουν ή λαμβάνουν πληροφορίες ακτινοβολώντας ηλεκτρομαγνητική ενέργεια. Επομένως, η ενέργεια και η ισχύς είναι βασικές παράμετροι που σχετίζονται με αυτά τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα και είναι απαραίτητο να τις συζητήσουμε. Ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα αποτελείται τόσο από ένα ηλεκτρικό όσο και από ένα μαγνητικό πεδίο.
Σε οποιαδήποτε στιγμή, το κύμα μπορεί να περιγραφεί από αυτά τα δύο διανύσματα. Το παρακάτω σχήμα απεικονίζει τις συνιστώσες του ηλεκτρικού και μαγνητικού πεδίου ενός ηλεκτρομαγνητικού κύματος.
Σε ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα, το ηλεκτρικό πεδίο είναι κάθετο στην κατεύθυνση διάδοσης και το μαγνητικό πεδίο είναι επίσης κάθετο στην κατεύθυνση διάδοσης, ενώ το ηλεκτρικό και το μαγνητικό πεδία είναι κάθετα μεταξύ τους.
Διάνυσμα Poynting
Το διάνυσμα Poynting περιγράφει την ενέργεια ενός ηλεκτρομαγνητικού κύματος ανά μονάδα χρόνου ανά μονάδα επιφάνειας σε οποιαδήποτε δεδομένη στιγμή. Προέκυψε για πρώτη φορά από τον John Henry Poynting το 1884 και πήρε το όνομά του από αυτόν.
Ορισμός: Το διάνυσμα Poynting δίνει τον ρυθμό μεταφοράς ενέργειας ανά μονάδα επιφάνειας.
Εναλλακτικά: Η ενέργεια που μεταφέρεται από ένα κύμα ανά μονάδα χρόνου ανά μονάδα επιφάνειας δίνεται από το διάνυσμα Poynting.
Το διάνυσμα Poynting συμβολίζεται μεS.
Μονάδα
Η μονάδα SI του διανύσματος Poynting είναι τα βατ ανά τετραγωνικό μέτρο (W/m²).
Μαθηματική έκφραση
Το στιγμιαίο διάνυσμα Poynting, το οποίο περιγράφει την ισχύ που σχετίζεται με ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα, ορίζεται ως:
όπουEείναι το διάνυσμα έντασης ηλεκτρικού πεδίου καιHείναι το διάνυσμα έντασης μαγνητικού πεδίου.
Παραγωγή του διανύσματος Poynting
Για να κατανοήσουμε καλύτερα το διάνυσμα Poynting, ας εξάγουμε την έκφρασή του βήμα προς βήμα.
Θεωρήστε ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα που τέμνει κάθετα μια περιοχή A που είναι ορθογώνια προς την κατεύθυνση διάδοσης (που θεωρείται ως ο άξονας Χ). Κατά τη διάρκεια ενός απειροελάχιστου χρονικού διαστήματος dt, το κύμα διανύει μια απόσταση dx:
όπουSείναι το διάνυσμα Poynting. Η παραπάνω εξίσωση δίνει την ενέργεια ανά μονάδα χρόνου ανά μονάδα επιφάνειας σε οποιαδήποτε στιγμή – αυτή είναι η φυσική έννοια του διανύσματος Poynting.
Για να μάθετε περισσότερα σχετικά με τις κεραίες, επισκεφθείτε τη διεύθυνση:
Ώρα δημοσίευσης: 15 Μαΐου 2026
