Što je Poyntingov vektor?

Poyntingov vektor je važna jednadžba u fizici. Opisuje količinu energije po jedinici površine koju isporučuje elektromagnetsko polje. Kao i svaki vektor, Poyntingov vektor ima i veličinu i smjer.

Elektromagnetska polja su kombinacija električnih i magnetskih polja. Svaki električni uređaj koji je uključen emitira elektromagnetske valove koji čine elektromagnetska polja. Svakodnevni primjeri uređaja koji proizvode ova polja uključuju svjetiljke, televizore i mobitele.

Električna polja proizvode električni naponi. Električni uređaj ne mora biti uključen da bi proizveo električno polje, samo ga treba uključiti. Uređaj prima napon iz utičnice kad god je uključen, i to stvara ovu vrstu polja.

Magnetska polja, s druge strane, nastaju samo kada je električni uređaj uključen. Oni se proizvode strujanjem električne struje. Kada se uređaj uključi, struja počinje teći, a magnetsko i električno polje se spajaju u elektromagnetno polje.

U svom najjednostavnijem obliku, Poyntingov vektor je zapisan kao S = E x B. Sve varijable u jednadžbi su vektorske veličine, kao što je označeno podebljanim fontom. S je Poyntingov vektor, E je električno polje, a B je magnetsko polje.
Električna i magnetska polja mjere se u smislu njihove gustoće energije, koja se također može nazvati intenzitetom. Električno i magnetsko polje su okomite jedno na drugo u elektromagnetskom valu. To znači da je veličina energije elektromagnetskog polja jednostavno veličina gustoće energije električnog polja, pomnožena s veličinom gustoće magnetskog polja.

Za praktične primjene, osnovna jednadžba se često mora podijeliti s konstantom koja se zove μ0 (izgovara se “mu naught”). Ova konstanta predstavlja propusnost slobodnog prostora. To je jednako 1.2566 x 10-6 Webers po Amperu po metru. Ponekad se koriste i neke druge, ekvivalentne jedinice: Newton po kvadratnom amperu ili Henries po metru.

Teorijska fizika obično koristi alternativni metrički sustav nazvan cgs, što znači da primjenjuje još jedan oblik Poyntingovog vektora. Cgs sustav ima standardne jedinice centimetra, grama i sekundi, umjesto standardnih jedinica metri, kilogram i sekunde metričkog sustava SI. Poyntingov vektor za teorijsku fiziku zapisuje se kao S = (c/4π)*E x B, gdje c označava brzinu svjetlosti.