विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा और संवेग
विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र ऊर्जा और संवेग का वहन करते हैं, जो पॉयंटिंग सदिश द्वारा ले जाया जाता है और मैक्सवेल स्ट्रेस टेंसर के माध्यम से संतुलित होता है।
Definition
इस बात का अध्ययन कि विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र ऊर्जा और संवेग को कैसे संग्रहीत और परिवहन करता है, जिसे क्षेत्र ऊर्जा घनत्व, ऊर्जा प्रवाह देने वाले पॉयंटिंग सदिश, और संवेग प्रवाह देने वाले मैक्सवेल स्ट्रेस टेंसर के माध्यम से व्यक्त किया जाता है, ये सभी स्थानीय संरक्षण नियमों से जुड़े होते हैं।
Scope
यह विषय इलेक्ट्रोडायनामिक्स के संरक्षण नियमों को विकसित करता है: ऊर्जा प्रवाह के लिए पॉयंटिंग प्रमेय, विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा घनत्व, ऊर्जा प्रवाह के लिए पॉयंटिंग सदिश, क्षेत्र संवेग और संवेग प्रवाह के लिए मैक्सवेल स्ट्रेस टेंसर, और विकिरण दबाव। यह दर्शाता है कि आवेश और क्षेत्र कैसे ऊर्जा और संवेग का आदान-प्रदान करते हैं जबकि कुल संरक्षित रहता है।
Core questions
- एक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र कितनी ऊर्जा और संवेग वहन करता है?
- पॉयंटिंग प्रमेय के अनुसार एक क्षेत्र के माध्यम से ऊर्जा का परिवहन कैसे होता है?
- क्षेत्र पदार्थ पर दबाव कैसे डालते हैं और संवेग कैसे स्थानांतरित करते हैं?
Key concepts
- ऊर्जा घनत्व
- पॉयंटिंग सदिश
- पॉयंटिंग प्रमेय
- क्षेत्र संवेग
- मैक्सवेल स्ट्रेस टेंसर
- विकिरण दबाव
- संरक्षण नियम
Key theories
- पॉयंटिंग प्रमेय
- एक आयतन में क्षेत्र ऊर्जा के परिवर्तन की दर और उसकी सतह से बाहर निकलने वाले ऊर्जा प्रवाह का योग आवेशों पर किए गए कार्य के ऋणात्मक के बराबर होता है, जिसमें पॉयंटिंग सदिश दिशात्मक ऊर्जा प्रवाह देता है।
- क्षेत्र संवेग और मैक्सवेल स्ट्रेस टेंसर
- विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र पॉयंटिंग सदिश के समानुपाती संवेग का वहन करते हैं, और मैक्सवेल स्ट्रेस टेंसर उस संवेग के प्रवाह का वर्णन करता है, जो विकिरण दबाव जैसे बलों के लिए जिम्मेदार होता है।
Clinical relevance
ऊर्जा और संवेग परिवहन ट्रांसमिशन लाइनों और वेवगाइड्स में शक्ति प्रवाह, ऑप्टिकल ट्वीज़र्स और सौर पाल में उपयोग किए जाने वाले विकिरण दबाव, और रेडियोफ्रीक्वेंसी और माइक्रोवेव थेरेपी में उपयोग किए जाने वाले तापन प्रभावों की व्याख्या करते हैं।
History
पॉयंटिंग ने 1884 में विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र में ऊर्जा प्रवाह पर प्रमेय तैयार किया, जो मैक्सवेल के तनाव अवधारणाओं पर आधारित था। संबंधित विकिरण दबाव को 1900 के आसपास लेबेदेव द्वारा और स्वतंत्र रूप से निकोल्स और हल द्वारा प्रयोगात्मक रूप से मापा गया था, जिससे यह पुष्टि हुई कि क्षेत्र संवेग का वहन करते हैं।
Key figures
- John Henry Poynting
- James Clerk Maxwell
- Pyotr Lebedev
Related topics
Seminal works
- poynting1884
- jackson1998
Frequently asked questions
- पॉयंटिंग सदिश क्या दर्शाता है?
- यह प्रति इकाई क्षेत्र प्रति इकाई समय विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा के प्रवाह का परिमाण और दिशा देता है, इसलिए इसका सतही समाकल उस सतह को पार करने वाली शक्ति है।
- क्या विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र संवेग का वहन करते हैं?
- हाँ; क्षेत्र पॉयंटिंग सदिश के समानुपाती संवेग को संग्रहीत करते हैं, यही कारण है कि प्रकाश विकिरण दबाव डालता है और जब क्षेत्र पदार्थ के साथ परस्पर क्रिया करते हैं तो कुल संवेग संरक्षित रहता है।