Poynting Vector   포인팅 벡터, 포인팅 전력 밀도

1. 포인팅 벡터 및 정리

  ㅇ 포인팅 벡터
     - 단위면적당 전력 밀도[W/㎡] 또는 에너지 흐름률[J/(s ㎡)]의 크기 및 방향을 나타냄

  ㅇ 포인팅 정리
     - 포인팅 벡터를 표면 적분하면, 체적을 떠나는 전력을 구할 수 있음

  ※ John H. Poynting (1852-1914) : 영국의 물리학자, 1884년 포인팅이론 발표


2. 포인팅 벡터의 표현  :  (공간 전력 밀도)

  ㅇ 순시치 표현
     - 단위 : [W/㎡ (= V/m x A/m)]

           
 
     - 순시 전력의 밀도 및 방향을 나타냄
        . 진행방향은 에너지가 전달되는 방향 (두 벡터의 벡터 곱 방향 → 오른손법칙)
        . 전자계 파동이 진행하는 방향으로 단위시간 단위면적당 순간적인 에너지 흐름
        . 즉, `전력 밀도 면적 벡터`의 의미를 갖음

  ㅇ 복소 페이저 표현 
     - 단위 : [W/㎡]

      

     - 위 복소 페이저 포인팅 벡터를 시간평균하면, 
       교류 시간항을 포함한 우변의 두번째 항이 0 이 됨

  ㅇ 시간평균 벡터 표현 (벡터량) = 시간평균 전력밀도 = 시간평균 포인팅 벡터
     - 단위 : [W/㎡] 

       

     - 시간평균함으로써 시간과 무관

  ㅇ 시간평균 스칼라 표현 (스칼라량)  = 시간평균 복사전력 (평균전력)
     - 단위 : [W]

       

     - 주어진 표면 S 전체를 적분함으로써 시간,거리에 무관하게 복사되는 총 평균전력


3. 포인팅 벡터의 적용 例

  ㅇ 안테나 복사전력 산출
     - 원거리장 영역에서 시간평균 `포인팅 벡터`를 주어진 표면적에 대해 적분한 것

  ㅇ 구(球)형으로 퍼져나가는 단위 입체각 당 시간평균 전력은?