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電磁 標題:關於電磁波的能量
1:小聖狗兒榮譽點數1點(研究所)張貼:2016-03-03 17:20:14:


假設有一微波爐功率為1000W,拿高斯計(30HZ~300HZ)測得前方電磁場為1000mG。這時用電磁場基本定理|E|=|B|×|C| 計算得 E = 30000V/M,再套入poynting vector中,也就是S = E × H 可得 S(電磁波能量密度) = 7500000 W/m2。 但是電場強度明顯不合理,功率密度又超出1000W太多,而且這些還只是在計算極低頻電磁場而已,似乎明顯違反能量守恆,怎麼解釋呢?

用坡印廷向量u=1/2(E*D+B*H)計算能量,會很明顯大於真實的能量,怎麼會這樣子,這公式有甚麼條件限制嗎?




還有一個,關於坡印廷向量的計算推導,我們可知電磁波傳遞單位能量密度為S = E × H,可是這個式子僅考慮到波的振幅,要計算能量的時候還需考慮頻率不是嗎?
波的能量正比於振幅的平方,以及頻率的四次方,但是用坡印廷向量卻能直接把能量密度算出來,那頻率因素跑去哪裡了呢?
舉個例子:1mG的60Hz高壓電波,和1mG的2.45GHz微波,這兩者能量很明顯天差地遠吧?可是在坡印廷向量計算中卻是一樣的大小。還是說,坡印廷向量只計算一個週期內的能量積分,因為當中有用到電磁場的方均根,這樣子解釋比較合理?