- вектор плотности потока энергии физ. поля; численно равен энергии, переносимой в единицу времени через единичную площадку, перпендикулярную направлению распространения энергии в данной точке.
Упругая среда, в которой распространяется волна, обладает как кинетической энергией колебательного движения частиц так и потенциальной энергией, обусловленной деформацией среды. Можно показать, что объемная плотность энергии для плоской бегущей гармонической волны (5)
(14)
где r=dm/dV - плотность среды, т.е. периодически изменяется от 0 до rА2w2 за время p/w=Т/2.
Среднее значение плотности энергии за промежуток времени p/w=Т/2
. (16)
Для характеристики переноса энергии вводят понятие вектора плотности потока энергии - вектор Умова.
Выведем выражение для него.
Если через площадку DS^ , перпендикулярную к направлению распространения волны, переносится за время Dt энергия DW, то плотность потока энергии Рис. 2
, (17)
где DV=DS^ uDt - объем элементарного цилиндра, выделенного в среде.
Поскольку скорость переноса энергии или групповая скорость есть вектор, то и плотность потока энергии можно представить в виде вектора
, Вт/м2 (18)
Этот вектор ввел профессор Московского университета Н.А. Умов в 1874 г.
Среднее значение его модуля называют интенсивностью волны
(19)
Для гармонической волны u=v [cм.(14)], поэтому для такой волны в формулах (17)-(19) u можно заменить на v.