Плоская электромагнитная волна распространяется вдоль оси ox. амплитуда напряженности электрического поля e0= 7 мв/м , амплитуда напряженности поля волны h0=3 ма/м . определите энергию w, перенесенную волной за время t=30 мин через площадку, расположенную перпендикулярно оси ох, площадью s=20 cм2. период волны t < < t. ответ выразите в мкдж.
Чтобы решить эту задачу, нам понадобятся формулы для энергии электромагнитной волны.
Энергия w, перенесенная волной за время t через площадку, определяется формулой:
w = s * E,
где s - площадь площадки, E - среднее значение плотности энергии электромагнитной волны.
Среднее значение плотности энергии электромагнитной волны может быть выражено через амплитуды напряженности электрического и магнитного полей следующим образом:
E = (e0^2 * c) / (8 * π),
где e0 - амплитуда напряженности электрического поля, c - скорость света, π - математическая константа π (пи).
Также нам понадобится перевести время t в секунды, чтобы использовать правильные единицы измерения.
В данной задаче у нас уже даны значения амплитуд напряженности электрического и магнитного полей - e0 = 7 мВ/м и h0 = 3 мА/м соответственно.
Сначала переведем амплитуды напряженности полей в В/м и А/м:
e0 = 7 мВ/м = 7 * 10^-3 В/м,
h0 = 3 мА/м = 3 * 10^-3 А/м.
Скорость света в вакууме составляет c = 3 * 10^8 м/с.
Подставим данные значения в формулу для энергии электромагнитной волны:
E = (e0^2 * c) / (8 * π) = ((7 * 10^-3)^2 * 3 * 10^8) / (8 * π) = (49 * 10^-6 * 3 * 10^8) / (8 * 3.14) = 551.44 * 10^-6 Дж/м^3.
Теперь посчитаем энергию w, перенесенную волной за время t, через площадку площадью s:
w = s * E = 20 * 10^-4 м^2 * 551.44 * 10^-6 Дж/м^3 = 11.0288 * 10^-6 Дж.
Переведем результат в микрокожауль (мкДж):
w = 11.0288 * 10^-6 * 10^6 = 11.0288 мкДж.
Таким образом, энергия w, перенесенная волной за время t = 30 мин (1800 секунд) через площадку площадью s = 20 см^2, составляет 11.0288 мкДж.
Надеюсь, мой ответ был понятен школьнику. Если возникнут еще вопросы, не стесняйтесь задавать.