Интенсивность (физика)

Интенсивность
$I$
Размерность	MT−3
Единицы измерения
СИ	Вт/м²
СГС	эрг/с·см²
Примечания
скалярная величина

Интенси́вность — скалярная физическая величина, количественно характеризующая мощность, переносимую волной в направлении распространения. Численно интенсивность равна усреднённой за период колебаний волны мощности излучения, проходящей через единичную площадку, расположенную перпендикулярно направлению распространения энергии. В математической форме это может быть выражено следующим образом:

$I(t)={\frac {1}{T}}\int \limits _{t}^{t+T}{\frac {dP}{dS}}dt,$

где $T$ — период волны, $dP$ — мощность, переносимая волной через площадку $dS$.

Интенсивность волны связана со средней плотностью энергии $W$ в волне и скоростью распространения волны $v$ следующим соотношением:

$I=Wv.$

Единицей измерения интенсивности в Международной системе единиц (СИ) является Вт/м², в системе СГС — эрг/с·см².

Интенсивность электромагнитного излучения

Основная статья: Вектор Пойнтинга

Электромагнитное излучение (например, свет) представляет собой совокупность волн, колебания в которых совершают напряжённость электрического поля и магнитная индукция. Электромагнитные волны переносят энергию электромагнитного поля, поток которой определяется величиной вектора Пойнтинга. Интенсивность электромагнитного излучения равна усреднённому за период значению модуля вектора Пойнтинга:

$I(t)={\frac {1}{T}}\int \limits _{t}^{t+T}\left|{\vec {S}}(t)\right|dt,$

где вектор Пойнтинга ${\vec {S}}(t)={\frac {c}{4\pi }}\left[{\vec {E}}(t)\times {\vec {B}}(t)\right],$ (в системе СГС),

где $E$ - напряжённость электрического поля, а

$B$ - магнитная индукция.

Для монохроматической линейно поляризованной волны с амплитудой напряжённости электрического поля $E_{0}$ интенсивность равна:

$I={\frac {cE_{0}^{2}}{8\pi }}.$

Для монохроматической циркулярно поляризованной волны это значение в два раза больше:

$I={\frac {cE_{0}^{2}}{4\pi }}.$

Интенсивность звука

Основная статья: Интенсивность звука

Звук представляет собой волну механических колебаний среды. Интенсивность звука может быть выражена через амплитудные значения звукового давления p и колебательной скорости среды v:

$I={\frac {pv}{2}}.$