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Level 3
Level 3 setzt die Grundlagen der Vektorrechnung, Differential- und Integralrechnung voraus. Geeignet für Studenten und zum Teil Abiturienten.

Formel: Poynting-Vektor Leistungsdichte   Magnetfeld   Elektrisches Feld  

\[ \boldsymbol{S} ~=~ \frac{1}{\mu_0} \, \left( \boldsymbol{E} ~\times~ \boldsymbol{B} \right) \] \[ \boldsymbol{S} ~=~ \frac{1}{\mu_0} \, \left( \boldsymbol{E} ~\times~ \boldsymbol{B} \right) \]
Poynting-Vektor

Leistungsdichte

\( \boldsymbol{S} \)
Einheit \( \frac{\text J}{\text{m}^2 \, \text s} \)
Poynting-Vektor beschreibt die Energie, die durch eine Querschnittsfläche pro Zeiteinheit durchtritt. Der Poynting-Vektor ist somit eine Leistungsdichte.

Die Querschnittsfläche wird von \( \boldsymbol{E} \) und \( \boldsymbol{B} \) aufgespannt. Der Poynting-Vektor steht orthogonal auf \( \boldsymbol{E} \) und \( \boldsymbol{B} \).

Magnetfeld

\( \boldsymbol{B} \)
Einheit \( \text{T} \)
Magnetische Flussdichte bestimmt die Stärke des Magnetfelds und damit die Größe des Poynting-Vektors.

Elektrisches Feld

\( \boldsymbol{E} \)
Einheit \( \frac{\text V}{\text m} \)
Der E-Feld-Vektor gibt die Stärke des elektrischen Feldes an. Die Größe des E-Feldes bestimmt die Größe des Poynting-Vektors.

Magnetische Feldkonstante

\( \mu_0 \)
Einheit \( \frac{\text N}{\text{A}^2} \)
Magnetische Feldkonstante tritt bei der Beschreibung von Magnetfeldern auf und ist eine Naturkonstante mit dem Wert: \( \mu_0 = 4\pi \cdot 10^{-7} \, \frac{\text N}{\text{A}^2} \).
Details zur Formel
  • Zusammenfassung: Formel (Poynting-Vektor) (+Einheit, Erklärung der Formelzeichen), mit dem Du die Leistungsdichte einer EM-Welle berechnen kannst.
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