Poyntingvektor

Intensität einer elektromagnetischen Welle

 

 

Der Betrag des Poyntingvektor entspricht dem Energiebetrag, der je Zeiteinheit durch die Flächeneinheit in Ausbreitungsrichtung der Welle fließt. Die Richtung des Poyntingvektors P (andere geläufige Symbole: S, g) entspricht der Ausbreitungsrichtung der Welle k. Damit entspricht dem Poyntingvektor die (momentane) Energieflussdichte:

 

 

Unter der Intensität einer Welle versteht man den zeitlichen Mittelwert der Energieflussdichte (Leistungsmittelwert oder Effektivwert):

 

 

Für sinusförmige Wellen gilt dann

 

 

Mit H = B/(µ0µr) und B = E/c folgt

 

 

Darin ist ZW der sogenannte Wellenwiderstand des Vakuum:

 

Mit

sowie

 

         und         

 

erhält man die Intensität als Funktion der elektrischen Feldstärke:

 

 

Die Größe Zw heißt Wellenwiderstand. Im Vakuum erhält man für den Wellenwiderstand:

 

 

Beispiel: Wir berechnen die maximale elektrische Feldstärke eines Lasers mit einer Intensität von 1W/mm2: