door wnvl1 » ma 30 jun 2025, 00:30
De energie per eenheid volume (energiedichtheid) is gegeven door:
$$
u = \frac{1}{2} \varepsilon_0 E^2 + \frac{1}{2} \frac{B^2}{\mu_0}
$$
Dus, net als bij mechanische systemen, schommelt de energie heen en weer tussen twee vormen — alleen zijn dit nu velden, geen massa's die bewegen of posities die veranderen. En in een ideale elektromagnetische golf in vacuüm zijn deze componenten altijd in fase: als \(E = 0\), dan is ook \(B = 0\), en als \(E\) maximaal is, is \(B\) dat ook.
Wat gebeurt er met de energie als zowel \(B\) als \(E\) door de nul gaan?
Op dat nulpunt is er ogenschijnlijk geen energie in de velden zelf — de formule voor \(u\) geeft dan \(0\). Dus waar zit de energie?
De energie stroomt dan door de ruimte — en wordt beschreven door de Poynting-vector:
$$
\vec{S} = \frac{1}{\mu_0} \vec{E} \times \vec{B}
$$
Ook de Poynting-vector is nul als \(\vec{E}\) en \(\vec{B}\) nul zijn. Maar: in een golf is de energie niet lokaal stilstaand, ze beweegt zich voort.
De energie per eenheid volume (energiedichtheid) is gegeven door:
$$
u = \frac{1}{2} \varepsilon_0 E^2 + \frac{1}{2} \frac{B^2}{\mu_0}
$$
Dus, net als bij mechanische systemen, schommelt de energie heen en weer tussen twee vormen — alleen zijn dit nu velden, geen massa's die bewegen of posities die veranderen. En in een ideale elektromagnetische golf in vacuüm zijn deze componenten altijd in fase: als \(E = 0\), dan is ook \(B = 0\), en als \(E\) maximaal is, is \(B\) dat ook.
Wat gebeurt er met de energie als zowel \(B\) als \(E\) door de nul gaan?
Op dat nulpunt is er ogenschijnlijk geen energie in de velden zelf — de formule voor \(u\) geeft dan \(0\). Dus waar zit de energie?
De energie stroomt dan door de ruimte — en wordt beschreven door de Poynting-vector:
$$
\vec{S} = \frac{1}{\mu_0} \vec{E} \times \vec{B}
$$
Ook de Poynting-vector is nul als \(\vec{E}\) en \(\vec{B}\) nul zijn. Maar: in een golf is de energie niet lokaal stilstaand, ze beweegt zich voort.