Ist die Bestrahlungsstärke (oder Intensität) einer elektromagnetischen Welle gegeben durch
Mit anderen Worten, ist es der zeitliche Durchschnitt der Norm des Poynting-Vektors oder die Norm des zeitlich gemittelten Poynting-Vektors?
Erstes Update:
Auch Lehrbücher scheinen zu dieser Frage unterschiedliche Ansichten zu haben. „Optics“ von E. Hecht lehrt die erste Variante, während „Fundamentals of Photonics“ von BEA Saleh und MC Teich die zweite vorstellt und sich auf „Principles of Optics“ von M. Born und E. Wolf bezieht.
Außerdem betonen Born und Wolf das mit die Normale der betrachteten Fläche (Bestrahlungsstärke ist Leistung pro Fläche) ist die relevante Größe. Also ist vielleicht die beste Beschreibung
Wie Sie betonen, ist es wichtig, nicht die Norm, sondern die Komponente zu berücksichtigen, die senkrecht zur betrachteten Oberfläche steht. Dies ermöglicht Ihnen, tatsächliche Energieflüsse zu berücksichtigen, und eliminiert das Durcheinander, das Sie beispielsweise durch überlagerte Wellen bekommen würden, die in verschiedene Richtungen gehen.
Das heißt, die Zeit durchschnittlich Und sind gleich. Dies liegt daran, dass der Durchschnitt eine lineare Funktion ist, ebenso wie das Skalarprodukt.
Die Situationen, in denen Sie solche Gleichheiten nicht erhalten, sind, wenn Sie Stornierungen haben könnten, die einige Durchschnittswerte nach unten drücken, andere jedoch nicht: also , da letztere wegen Auslöschungen, die in ersterer nicht vorhanden sind, Null ist. Bei einer linearen Funktion, die Vorzeichenänderungen beibehalten muss, kann dies jedoch nicht passieren.
Ich denke, der richtige Ausdruck ist genauer , wenn Sie vor dem Nehmen der Norm mitteln, könnten Sie Null-Intensitäten erhalten, die immer noch Energie ausstrahlen.