能流密度矢量nengliu midu shiliang

单位时间内通过与电磁波传播方向垂直的单位面积的能量。又称坡印亭矢量。若场中一点的电场强度为E、磁场强度为H，则该点的能流密度S=EH。电磁场能量是沿电磁波的传播方向k传播的，因此能流密度是一个沿k方向的矢量，用S表示，S=Sk。在电磁波中E⊥H，矢量积E×H总是沿k的方向。故能流密度矢量表示为S=E×H。能流密度概念是1884年J、H坡印亭建立的。对平面简谐电磁波，一点的E与H有正比关系(见“电磁波”)，因而又可以说场中一点的能流密度正比于电场或磁场振幅的平方，即S∝Em2或S∝H^m₂。电磁波具有能量的实例是，古老的矿石收音机收到从电台发射出来的电磁波后，耳机里就能发出声音。这声能就是天线接收的电磁波能流的一部分转换过来的。如前所述，能流密度S=EH∝Em²或Hm2，理论计算表明，远离广播电台天线的电磁波的场强(E_m或H_m)是随距离的一次方反比减小的，因而离电台愈远的地方就要求收音机的灵敏度愈高。场能密度和能流密度是电磁能量贮存于场中这种观点的完备描述。按照这种观点，即使在直流电路情况，如图所示，电路负载电阻所消耗的焦尔热，不是电源通过电路电流传递所给予，而是以能流的形式从电路周围传输到负载中去的。图中电场矢量E与磁场矢量H的矢积所确定的能流密度矢量方向，总是从导体外层指向导体内部。理论证明，从导体外壁进入的能量流正好等于该段导体所消耗的焦尔热。在交流电路的各种电磁耦合器件中和在电磁辐射以及电磁波的传播中，能量无一不是通过电磁场能流的形式传输的。