Ինտենսիվություն

Ֆիզիկայի մեջ ճառագայթային էներգիայի ինտենսիվությունը միավոր մակերեսի վրա ազդողհզորությունն է, որտեղ մակերեսը չափվում է էներգիայի տարածման ուղղությանը ուղղահայաց հարթության վրա։ ՄՀ համակարգում այն յուրաքանչյուր քառակուսի մետրի համար չափվում է 1 վտ-ով (Վտ/մ ² ), կամ կգ ⋅ վ ⁻³ բազային միավորով։ Ինտենսիվությունը առավել հաճախ ազդում է ակուստիկ ալիքների (ձայնը) կամ էլեկտրամագնիսական ալիքների՝ լույսի և ռադիոալիքների վրա՝ օգտագործելով մեկ պարբերության ընթացքում ալիքի փոխանցած միջին էներգիան։ Ինտենսիվությունը կարող է կիրառվել նաև այլ հանգամանքներում, երբ էներգիան փոխանցվում է։ Օրինակ, հնարավոր է հաշվարկել կինետիկ էներգիայի ինտենսիվությունը, որի միջոցով տեղափոխում են ջրի կաթիլները պարտեզի ջրցան մեքենաններից։

Այստեղ օգտագործված «ինտենսիվություն» բառը հոմանիշ չէ «ուժին», «ամպլիտուդին», «մագնիտուդին» կամ «մակարդակին», ինչպես երբեմն օգտագործվում է առօրյա խոսքում։

հաշվի առնելով էներգիայի խտությունը (էներգիան մեկ միավորի ծավալի համար) տարածության մի կետում և բազմապատկելով այն էներգիայի շարժման արագությամբ հնարավոր է գտնել ինտենսիվությունը։ Ստացված վեկտորն ունի հզորության միավորները, որոնք բաժանված մակերեսին (այսինքն՝ մակերեսային հզորության խտությունը)։

Մաթեմատիկական նկարագրություն

Եթե կետային աղբյուրը էներգիա է ճառագայթում բոլոր ուղղություններով (առաջացնում է գնդաձև ալիք ), և միջավայրի կողմից էներգիա չի կլանվում կամ փոխանցվում, ապա ինտենսիվությունը նվազում է օբյեկտի հեռավորության քառակուսիով։ Սա հակադարձ քառակուսու օրենքի օրինակ է։

Կիրառելով էներգիայի պահպանման օրենքը, եթե հզորությունը հաստատուն է, ապա.$$P=\int \mathbf {I} \,\cdot d\mathbf {A} ,$$որտեղ P- ն ճառագայթման հզորությունն է, I- ն ինտենսիվությունն է՝ որպես դիրքի ֆունկցիա, իսկ d A- ն աղբյուրի վրա գտնվող սահմանափակ մակերեսի դիֆերենցիալ տարրն է։

Եթե մեկը ինտեգրվում է I միատեսակ ինտենսիվությամբ մակերևույթի վրա, օրինակ՝ կետային աղբյուրի շուրջը կենտրոնացած գնդիկի վրա, հավասարումը ստանում է հետևյալ տեսքը.$$P=|I|\cdot A_{\mathrm {surf} }=|I|\cdot 4\pi r^{2}\,,$$որտեղ I-ն սֆերայի մակերևույթի ինտենսիվությունն է, իսկ r- ը՝ դրա շառավիղը ($A_{\mathrm {surf} }=4\pi r^{2}$ Գնդի մակերեսի բանաձևն է)։$$|I|={\frac {P}{A_{\mathrm {surf} }}}={\frac {P}{4\pi r^{2}}}.$$Եթե միջավայրը խոնավ է, ապա ինտենսիվությունը նվազում է ավելի արագ, քան ենթադրում է վերը նշված բանաձևը։

Ցանկացած բան, որը կարող է էներգիա փոխանցել, կարող է դրա հետ կապված ինտենսիվություն ունենալ։ Մոնոքրոմատիկ տարածվող էլեկտրամագնիսական ալիքի համար(հարթ ալիք, Գաուսի ճառագայթ), եթե E- ն դիտարկենք որպես էլեկտրական դաշտի ընդհանուր ամպլիտուդ, ապա ոչ մագնիսական նյութում էներգիայի խտությունը կարտահայտվի տվյալ բանաձևով.$$\left\langle U\right\rangle ={\frac {n^{2}\varepsilon _{0}}{2}}|E|^{2},$$իսկ տեղական ինտենսիվությունը կստացվի տվյալ բանաձևը բազմապատկելով ալիքի արագությամբ, c/n.$$I={\frac {\mathrm {c} n\varepsilon _{0}}{2}}|E|^{2},$$որտեղ n- ը բեկման ցուցիչ է, c-ն լույսի արագությունն է վակուումում, իսկ $\varepsilon _{0}$-ն էլեկտրական հաստատունը։

Ոչ մոնոխրոմատիկ ալիքների դեպքում կարելի է պարզապես ավելացնել տարբեր սպեկտրային բաղադրիչների ինտենսիվության ներդրումը։ Վերոնշյալ բուժումը չի գործում կամայական էլեկտրամագնիսական դաշտերի համար։ Օրինակ, անհետացող ալիքը կարող է ունենալ վերջավոր էլեկտրական ամպլիտուդ՝ միաժամանակ չփոխանցելով որևէ ուժ։ Տվյալ պարագայում ինտենսիվությունը պետք է սահմանվի որպես Փոյնթինգ վեկտորի մեծություն։

Այլընտրանքային սահմանումներ

Ֆոտոմետրիայում և ռադիոմետրիայում ինտենսիվությունը տարբեր նշանակություն ունի. դա լուսավոր կամ ճառագայթային հզորություն է յուրաքանչյուր միավոր մարմնային անկյան համար։ Սա կարող է շփոթություն առաջացնել օպտիկայի մեջ, քանի որ այստեղ ինտենսիվությունը կարող է դիտարկվել որպես ճառագայթման ինտենսիվություն, լուսավոր ինտենսիվություն կամ ճառագայթում, կախված այն անձի նախապատմությունից, որն օգտագործում է տերմինը։ Ռադիացիան երբեմն նույնպես կոչվում է ինտենսիվություն, հատկապես աստղագետների և աստղաֆիզիկոսների շրջանակում ջերմափոխանակման ժամանակ։

Տես նաեւ

• Դաշտի ուժը
• Ձայնի ինտենսիվություն
• Մեծություն (աստղագիտություն)